7. 人工智能逐渐融入我们的生活。如图所示,某餐厅的送餐机器人的质量为40kg,它与水平地面的接触面积为$0.01m^2(g$取10N/kg)。

(1)求送餐机器人的重力。
(2)若送餐机器人托着3kg的物体,求此时机器人对水平地面的压强。
(1)求送餐机器人的重力。
(2)若送餐机器人托着3kg的物体,求此时机器人对水平地面的压强。
答案
(1)根据公式$G = mg$,已知送餐机器人质量$m = 40kg$,$g = 10N/kg$,则送餐机器人的重力$G=40kg×10N/kg = 400N$。
(2)物体质量$m_{物}=3kg$,其重力$G_{物}=m_{物}g = 3kg×10N/kg = 30N$。
机器人对水平地面的压力$F = G_{总}=G + G_{物}=400N + 30N = 430N$。
接触面积$S = 0.01m^2$,根据公式$p=\frac{F}{S}$,可得机器人对水平地面的压强$p=\frac{430N}{0.01m^2}=4.3×10^{4}Pa$。
答:(1)送餐机器人的重力为$400N$;(2)机器人对水平地面的压强为$4.3×10^{4}Pa$。
(2)物体质量$m_{物}=3kg$,其重力$G_{物}=m_{物}g = 3kg×10N/kg = 30N$。
机器人对水平地面的压力$F = G_{总}=G + G_{物}=400N + 30N = 430N$。
接触面积$S = 0.01m^2$,根据公式$p=\frac{F}{S}$,可得机器人对水平地面的压强$p=\frac{430N}{0.01m^2}=4.3×10^{4}Pa$。
答:(1)送餐机器人的重力为$400N$;(2)机器人对水平地面的压强为$4.3×10^{4}Pa$。
8. 如图所示为我国自主研发的长航程极地漫游机器人。机器人重约5000N,装有四条三角形履带,每条履带与地面的接触面积约为$1000cm^2。$它在南极内陆冰盖首次完成了30km的自主行走。下列说法中,正确的是(

A.履带可以减小机器人与冰雪地面的摩擦
B.履带能增大机器人与地面的接触面积,减小对地面的压强
C.该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强约为$5×10^4Pa$
D.若本次自主行走共耗时3h,则其平均速度为10m/s
B
)A.履带可以减小机器人与冰雪地面的摩擦
B.履带能增大机器人与地面的接触面积,减小对地面的压强
C.该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强约为$5×10^4Pa$
D.若本次自主行走共耗时3h,则其平均速度为10m/s
答案
B
解析
A.履带通过增大接触面粗糙程度增大摩擦,A错误;B.履带增大接触面积,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,压力一定时,接触面积增大,压强减小,B正确;C.接触面积$S=4×1000cm^2=4000cm^2=0.4m^2$,压强$p=\frac{F}{S}=\frac{5000N}{0.4m^2}=1.25×10^4Pa$,C错误;D.平均速度$v=\frac{s}{t}=\frac{30km}{3h}=10km/h≈2.78m/s$,D错误。
9. 如图所示的水平雪地上,穿着雪橇的明明总质量为70kg,没有陷入雪地;穿着运动鞋的芳芳总质量为50kg,却深陷雪地。下列说法正确的是(

A.明明对雪地的压力比芳芳的小
B.芳芳对雪地的压力和明明的一样
C.明明对雪地的压强比芳芳的小
D.受力面积和压力都不相等,无法比较谁对雪地的压强大
C
)A.明明对雪地的压力比芳芳的小
B.芳芳对雪地的压力和明明的一样
C.明明对雪地的压强比芳芳的小
D.受力面积和压力都不相等,无法比较谁对雪地的压强大
答案
C
解析
明明和芳芳对雪地的压力等于各自的重力,根据$F = G=mg$,明明质量大,所以明明对雪地的压力比芳芳大,A、B选项错误。压强$p=\frac{F}{S}$,明明穿着雪橇,受力面积大,在压力大的情况下,由于受力面积的影响,明明对雪地的压强比芳芳对雪地的压强小,所以明明没有陷入雪地,而芳芳深陷雪地,C选项正确,D选项错误。
10. 高度、材料相同的实心长方体A和B放在水平桌面上,它们的大小如图所示。它们对桌面的压力分别为F_A、F_B,压强分别为p_A、p_B。下列关于这几个物理量的大小关系中,正确的是(

A.F_A < F_B,p_A < p_B
B.F_A > F_B,p_A = p_B
C.F_A < F_B,p_A > p_B
D.F_A > F_B,p_A > p_B
B
)A.F_A < F_B,p_A < p_B
B.F_A > F_B,p_A = p_B
C.F_A < F_B,p_A > p_B
D.F_A > F_B,p_A > p_B
答案
B
解析
实心长方体对水平桌面的压力等于自身的重力,材料相同(密度相同)且高度相同的实心长方体A和B,由m=ρV=ρSh可知,A的体积大于B的体积,所以A的质量大,重力大,对水平桌面的压力大,即F_A > F_B;
对于均匀固体,压强p=ρgh,两物体高度相同,密度相同,所以对水平桌面的压强相同,即p_A = p_B。
对于均匀固体,压强p=ρgh,两物体高度相同,密度相同,所以对水平桌面的压强相同,即p_A = p_B。
11. 为防止飞机冲出跑道造成事故,我国已成功研制出多孔泡沫混凝土,可将其铺设在跑道末端的外延。总质量为45t、与地面接触总面积为$0.9m^2$的飞机一旦冲出跑道,就会陷入多孔泡沫混凝土中,实现快速、有效制动;携带救援装备,总质量为100kg、单脚与地面接触面积为$250cm^2$的救援人员在多孔泡沫混凝土上自由走动,多孔泡沫混凝土安然无恙。下列四种规格的多孔泡沫混凝土中,符合要求的是(g取10N/kg)(
A.最大承受压强$2×10^4Pa$
B.最大承受压强$3×10^4Pa$
C.最大承受压强$4×10^5Pa$
D.最大承受压强$6×10^5Pa$
C
)A.最大承受压强$2×10^4Pa$
B.最大承受压强$3×10^4Pa$
C.最大承受压强$4×10^5Pa$
D.最大承受压强$6×10^5Pa$
答案
1. 首先计算飞机对多孔泡沫混凝土的压强:
飞机质量$m_{机}=45t = 45×10^{3}kg$,根据$G = mg$,飞机重力$G_{机}=m_{机}g=45×10^{3}kg×10N/kg = 4.5×10^{5}N$。
飞机与地面接触面积$S_{机}=0.9m^{2}$,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$(此时$F = G$),飞机对多孔泡沫混凝土的压强$p_{机}=\frac{G_{机}}{S_{机}}=\frac{4.5×10^{5}N}{0.9m^{2}} = 5×10^{5}Pa$。
2. 然后计算救援人员对多孔泡沫混凝土的压强:
救援人员质量$m_{人}=100kg$,救援人员重力$G_{人}=m_{人}g = 100kg×10N/kg=1000N$。
救援人员单脚与地面接触面积$S_{人}=250cm^{2}=250×10^{- 4}m^{2}$,救援人员在多孔泡沫混凝土上自由走动时,受力面积为单脚面积,根据$p=\frac{F}{S}$(此时$F = G$),救援人员对多孔泡沫混凝土的压强$p_{人}=\frac{G_{人}}{S_{人}}=\frac{1000N}{250×10^{-4}m^{2}} = 4×10^{4}Pa$。
3. 最后确定多孔泡沫混凝土符合要求的最大承受压强:
因为飞机陷入,救援人员安然无恙,所以多孔泡沫混凝土的最大承受压强$p$应满足$p_{人}\leq p\lt p_{机}$。
即$4×10^{4}Pa\leq p\lt5×10^{5}Pa$。
所以符合要求的是$4×10^{5}Pa$,答案是C。
飞机质量$m_{机}=45t = 45×10^{3}kg$,根据$G = mg$,飞机重力$G_{机}=m_{机}g=45×10^{3}kg×10N/kg = 4.5×10^{5}N$。
飞机与地面接触面积$S_{机}=0.9m^{2}$,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$(此时$F = G$),飞机对多孔泡沫混凝土的压强$p_{机}=\frac{G_{机}}{S_{机}}=\frac{4.5×10^{5}N}{0.9m^{2}} = 5×10^{5}Pa$。
2. 然后计算救援人员对多孔泡沫混凝土的压强:
救援人员质量$m_{人}=100kg$,救援人员重力$G_{人}=m_{人}g = 100kg×10N/kg=1000N$。
救援人员单脚与地面接触面积$S_{人}=250cm^{2}=250×10^{- 4}m^{2}$,救援人员在多孔泡沫混凝土上自由走动时,受力面积为单脚面积,根据$p=\frac{F}{S}$(此时$F = G$),救援人员对多孔泡沫混凝土的压强$p_{人}=\frac{G_{人}}{S_{人}}=\frac{1000N}{250×10^{-4}m^{2}} = 4×10^{4}Pa$。
3. 最后确定多孔泡沫混凝土符合要求的最大承受压强:
因为飞机陷入,救援人员安然无恙,所以多孔泡沫混凝土的最大承受压强$p$应满足$p_{人}\leq p\lt p_{机}$。
即$4×10^{4}Pa\leq p\lt5×10^{5}Pa$。
所以符合要求的是$4×10^{5}Pa$,答案是C。
解析
登录