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1.如图甲是一头北极熊趴着爬行的场景，图乙是它正常行走的场景。为了能安全过薄冰，你认为北极熊选择图中的哪个方式过冰面才不易压破冰面？请用物理知识解释。
答案
1.北极熊通常采用图甲趴着的姿势过薄冰面。北极熊通过冰面时,趴着与走着两种方式对冰面的压力相等,趴着时的受力面积大。由$p=\frac{F}{S}$可知,北极熊趴在冰面上时冰面受到的压强小,所以北极熊采用图甲的方式过冰面,才不易压破冰面。
解析
【分析】要判断北极熊哪种姿势过冰面不易压破冰面，需运用压强的知识：当压力一定时，压强与受力面积成反比，受力面积越大，压强越小。首先明确北极熊对冰面的压力等于自身重力，两种姿势下压力不变，再对比受力面积大小，即可判断压强大小，进而得出结论。
【解析】北极熊对冰面的压力等于自身的重力，两种姿势下，北极熊的重力不变，因此对冰面的压力$F$相等。图甲中北极熊趴着时，与冰面的接触面积（受力面积）$S$比图乙中正常行走时的受力面积大。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当压力$F$一定时，受力面积$S$越大，压强$p$越小。所以北极熊采用图甲的方式过冰面时，对冰面的压强更小，更不易压破冰面。
【答案】北极熊选择图甲的方式过冰面才不易压破冰面。因为北极熊对冰面的压力等于自身重力，两种方式压力相等，趴着时受力面积更大，根据$p=\frac{F}{S}$，受力面积越大，压强越小，所以甲方式对冰面的压强更小，不易压破冰面。
【知识点】压强、压力与受力面积的关系
【点评】本题结合实际场景考查压强知识的应用，体现了物理与生活的紧密联系，需要学生掌握压强公式的应用，理解压力和受力面积对压强的影响。
【难度系数】0.6
【解析】北极熊对冰面的压力等于自身的重力，两种姿势下，北极熊的重力不变，因此对冰面的压力$F$相等。图甲中北极熊趴着时，与冰面的接触面积（受力面积）$S$比图乙中正常行走时的受力面积大。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当压力$F$一定时，受力面积$S$越大，压强$p$越小。所以北极熊采用图甲的方式过冰面时，对冰面的压强更小，更不易压破冰面。
【答案】北极熊选择图甲的方式过冰面才不易压破冰面。因为北极熊对冰面的压力等于自身重力，两种方式压力相等，趴着时受力面积更大，根据$p=\frac{F}{S}$，受力面积越大，压强越小，所以甲方式对冰面的压强更小，不易压破冰面。
【知识点】压强、压力与受力面积的关系
【点评】本题结合实际场景考查压强知识的应用，体现了物理与生活的紧密联系，需要学生掌握压强公式的应用，理解压力和受力面积对压强的影响。
【难度系数】0.6
2. 在建设“节能房”的项目化学习中，小组同学设计的房子剖面如图所示。地基和房屋的总质量为$2.6×10^5\ \mathrm{kg}$，地基与水平地面接触的总面积为$20\ \mathrm{m}^2$。（$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$）
(1)地基对水平地面的压力为多大？
(2)地基对水平地面的压强为多大？
(3)经勘察可知，地面能够承受的最大压强为$1.2×10^5\ \mathrm{Pa}$，节能房能否按设计要求建盖？如果不能，应该采取什么措施？
(1)地基对水平地面的压力为多大？
(2)地基对水平地面的压强为多大？
(3)经勘察可知，地面能够承受的最大压强为$1.2×10^5\ \mathrm{Pa}$，节能房能否按设计要求建盖？如果不能，应该采取什么措施？
答案
2.(1)地基对地面的压力等于自身的重力：
$F=G_\mathrm{总}=mg=2.6×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.6×10^6\ \mathrm{N}$
(2)地基对地面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{2.6×10^6\ \mathrm{N}}{20\ \mathrm{m^2}}=1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3)因为$1.3×10^5\ \mathrm{Pa}＞1.2×10^5\ \mathrm{Pa}$,所以不能按设计要求建盖。应适当增大地基总的底面积或适当减小地基和房屋的总质量。
$F=G_\mathrm{总}=mg=2.6×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.6×10^6\ \mathrm{N}$
(2)地基对地面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{2.6×10^6\ \mathrm{N}}{20\ \mathrm{m^2}}=1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3)因为$1.3×10^5\ \mathrm{Pa}＞1.2×10^5\ \mathrm{Pa}$,所以不能按设计要求建盖。应适当增大地基总的底面积或适当减小地基和房屋的总质量。
解析
【分析】
本题围绕水平面上压力、压强的计算及实际应用展开。解题思路：(1)水平地面上，物体对地面的压力等于自身总重力，利用重力公式G=mg计算总重力，即可得到地基对地面的压力；(2)根据压强公式p=F/S，代入压力和接触面积计算压强；(3)将计算出的压强与地面允许的最大压强对比，判断是否符合要求，再结合压强公式分析减小压强的可行措施。
【解析】
(1) 水平地面上，地基对水平地面的压力等于地基和房屋的总重力，由G=mg得：
$F = G_{\mathrm{总}} = mg = 2.6×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg} = 2.6×10^6\ \mathrm{N}$；
(2) 根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入数据计算：
$p = \frac{F}{S} = \frac{2.6×10^6\ \mathrm{N}}{20\ \mathrm{m}^2} = 1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$；
(3) 比较计算出的压强与地面最大承受压强：$1.3×10^5\ \mathrm{Pa} ＞ 1.2×10^5\ \mathrm{Pa}$，因此节能房不能按设计要求建盖。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，减小压强的方法有：在压力一定时增大受力面积，或在受力面积一定时减小压力，故可采取的措施为：适当增大地基总的底面积，或适当减小地基和房屋的总质量。
【答案】
(1) $2.6×10^6\ \mathrm{N}$；(2) $1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$；(3) 不能，应适当增大地基总的底面积或适当减小地基和房屋的总质量
【知识点】
压力与重力的关系，压强的计算，减小压强的方法
【点评】
本题结合实际工程场景考查压强的基础计算与应用，注重物理知识的实用性，要求学生掌握压强公式的运用及减小压强的思路，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕水平面上压力、压强的计算及实际应用展开。解题思路：(1)水平地面上，物体对地面的压力等于自身总重力，利用重力公式G=mg计算总重力，即可得到地基对地面的压力；(2)根据压强公式p=F/S，代入压力和接触面积计算压强；(3)将计算出的压强与地面允许的最大压强对比，判断是否符合要求，再结合压强公式分析减小压强的可行措施。
【解析】
(1) 水平地面上，地基对水平地面的压力等于地基和房屋的总重力，由G=mg得：
$F = G_{\mathrm{总}} = mg = 2.6×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg} = 2.6×10^6\ \mathrm{N}$；
(2) 根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入数据计算：
$p = \frac{F}{S} = \frac{2.6×10^6\ \mathrm{N}}{20\ \mathrm{m}^2} = 1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$；
(3) 比较计算出的压强与地面最大承受压强：$1.3×10^5\ \mathrm{Pa} ＞ 1.2×10^5\ \mathrm{Pa}$，因此节能房不能按设计要求建盖。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，减小压强的方法有：在压力一定时增大受力面积，或在受力面积一定时减小压力，故可采取的措施为：适当增大地基总的底面积，或适当减小地基和房屋的总质量。
【答案】
(1) $2.6×10^6\ \mathrm{N}$；(2) $1.3×10^5\ \mathrm{Pa}$；(3) 不能，应适当增大地基总的底面积或适当减小地基和房屋的总质量
【知识点】
压力与重力的关系，压强的计算，减小压强的方法
【点评】
本题结合实际工程场景考查压强的基础计算与应用，注重物理知识的实用性，要求学生掌握压强公式的运用及减小压强的思路，难度适中。
【难度系数】
0.7
