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4. 一名中学生的质量是$50\ \mathrm{kg}$,他双脚站立在水平地面上时,每只脚与地面的接触面积是$200\ \mathrm{cm}^2$,则这名中学生对地面的压强是$\mathrm{Pa}$,其物理意义是:$1\ \mathrm{m}^2$的地面上受到的压力是$\mathrm{N}$。($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)
答案
$1.25×10^4$
$1.25×10^4$
$1.25×10^4$
解析
【分析】
首先，明确水平地面上的物体对地面的压力等于自身重力，因此先通过重力公式计算出中学生的重力，也就是对地面的压力；接着，双脚站立时接触地面的总面积是两只脚的面积之和，需要将面积单位从平方厘米换算为平方米（因为压强单位Pa对应的是N/m²）；然后利用压强公式计算出对地面的压强；最后，根据压强的定义，其物理意义就是单位面积（1m²）上受到的压力，数值与压强大小相等。
【解析】
1. 计算中学生对地面的压力：
由于中学生站立在水平地面上，压力等于自身重力，根据公式$G = mg$可得：
$F = G = mg = 50\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 500\ \mathrm{N}$
2. 计算双脚站立时的接触面积：
每只脚接触面积为$200\ \mathrm{cm}^2$，双脚总面积为：
$S = 2 × 200\ \mathrm{cm}^2 = 400\ \mathrm{cm}^2 = 400 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 0.04\ \mathrm{m}^2$
3. 计算对地面的压强：
根据压强公式$p = \frac{F}{S}$，代入数值计算：
$p = \frac{500\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2} = 1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$
4. 明确压强的物理意义：
压强$1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$的物理意义是：$1\ \mathrm{m}^2$的地面上受到的压力是$1.25 × 10^4\ \mathrm{N}$。
【答案】
$1.25×10^4$；$1.25×10^4$
【知识点】
压强的计算；重力的计算；压强的物理意义
【点评】
本题属于压强基础计算题，核心是掌握水平面上压力与重力的关系，重点注意单位换算的准确性，以及双脚站立时接触面积为两只脚的面积之和，这是容易出错的地方。
【难度系数】
0.6
首先，明确水平地面上的物体对地面的压力等于自身重力，因此先通过重力公式计算出中学生的重力，也就是对地面的压力；接着，双脚站立时接触地面的总面积是两只脚的面积之和，需要将面积单位从平方厘米换算为平方米（因为压强单位Pa对应的是N/m²）；然后利用压强公式计算出对地面的压强；最后，根据压强的定义，其物理意义就是单位面积（1m²）上受到的压力，数值与压强大小相等。
【解析】
1. 计算中学生对地面的压力：
由于中学生站立在水平地面上，压力等于自身重力，根据公式$G = mg$可得：
$F = G = mg = 50\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 500\ \mathrm{N}$
2. 计算双脚站立时的接触面积：
每只脚接触面积为$200\ \mathrm{cm}^2$，双脚总面积为：
$S = 2 × 200\ \mathrm{cm}^2 = 400\ \mathrm{cm}^2 = 400 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 0.04\ \mathrm{m}^2$
3. 计算对地面的压强：
根据压强公式$p = \frac{F}{S}$，代入数值计算：
$p = \frac{500\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2} = 1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$
4. 明确压强的物理意义：
压强$1.25 × 10^4\ \mathrm{Pa}$的物理意义是：$1\ \mathrm{m}^2$的地面上受到的压力是$1.25 × 10^4\ \mathrm{N}$。
【答案】
$1.25×10^4$；$1.25×10^4$
【知识点】
压强的计算；重力的计算；压强的物理意义
【点评】
本题属于压强基础计算题，核心是掌握水平面上压力与重力的关系，重点注意单位换算的准确性，以及双脚站立时接触面积为两只脚的面积之和，这是容易出错的地方。
【难度系数】
0.6
5. 注射器针尖做得很细是利用减小的方式来增大针尖对人体肌肉的压强；压路机上的碾子质量很大是通过增大的方式来增大碾子对路基的压强；铁轨下面铺设枕木是通过增大的方式来减小铁轨对地面的压强；砌墙采用空心砖是通过减小的方式来减小墙对地面的压强。
答案
受力面积
压力
受力面积
压力
压力
受力面积
压力
解析
【分析】
要解决这道题，首先需明确压强的计算公式为$ p = \frac{F}{S} $，压强大小与压力$ F $和受力面积$ S $密切相关：增大压强的方法是增大压力或减小受力面积；减小压强的方法是增大受力面积或减小压力。接下来逐个分析每个情境：
1. 注射器针尖做得很细，是通过减小与肌肉接触的受力面积，在压力不变的情况下增大压强；
2. 压路机碾子质量很大，其重力大，对路基的压力也就大，在受力面积不变时，增大压力可增大压强；
3. 铁轨下铺设枕木，是通过增大铁轨与地面的接触面积（受力面积），在压力不变时减小压强；
4. 空心砖比实心砖质量小，对地面的压力更小，在受力面积不变时，减小压力可减小压强。
【解析】
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $，结合增大和减小压强的方法逐一分析：
1. 注射器针尖很细，是通过减小受力面积的方式，在压力不变时增大针尖对肌肉的压强；
2. 压路机碾子质量大，对路基的压力大，是通过增大压力的方式，在受力面积不变时增大碾子对路基的压强；
3. 铁轨下铺枕木，是通过增大受力面积的方式，在压力不变时减小铁轨对地面的压强；
4. 空心砖质量小，对地面的压力小，是通过减小压力的方式，在受力面积不变时减小墙对地面的压强。
【答案】
受力面积；压力；受力面积；压力
【知识点】
压强的影响因素；增大/减小压强的方法
【点评】
本题考查压强的影响因素及增大、减小压强的实际应用，结合生活中常见的物理现象，要求学生将物理知识与生活实例结合，理解压强公式在实际场景中的应用，属于基础概念应用题，有助于加深对压强概念的理解。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，首先需明确压强的计算公式为$ p = \frac{F}{S} $，压强大小与压力$ F $和受力面积$ S $密切相关：增大压强的方法是增大压力或减小受力面积；减小压强的方法是增大受力面积或减小压力。接下来逐个分析每个情境：
1. 注射器针尖做得很细，是通过减小与肌肉接触的受力面积，在压力不变的情况下增大压强；
2. 压路机碾子质量很大，其重力大，对路基的压力也就大，在受力面积不变时，增大压力可增大压强；
3. 铁轨下铺设枕木，是通过增大铁轨与地面的接触面积（受力面积），在压力不变时减小压强；
4. 空心砖比实心砖质量小，对地面的压力更小，在受力面积不变时，减小压力可减小压强。
【解析】
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $，结合增大和减小压强的方法逐一分析：
1. 注射器针尖很细，是通过减小受力面积的方式，在压力不变时增大针尖对肌肉的压强；
2. 压路机碾子质量大，对路基的压力大，是通过增大压力的方式，在受力面积不变时增大碾子对路基的压强；
3. 铁轨下铺枕木，是通过增大受力面积的方式，在压力不变时减小铁轨对地面的压强；
4. 空心砖质量小，对地面的压力小，是通过减小压力的方式，在受力面积不变时减小墙对地面的压强。
【答案】
受力面积；压力；受力面积；压力
【知识点】
压强的影响因素；增大/减小压强的方法
【点评】
本题考查压强的影响因素及增大、减小压强的实际应用，结合生活中常见的物理现象，要求学生将物理知识与生活实例结合，理解压强公式在实际场景中的应用，属于基础概念应用题，有助于加深对压强概念的理解。
【难度系数】
0.8
6. 在海滩案发现场留下了犯罪嫌疑人清晰的站立脚印,公安人员立即用蜡浇注了一只鞋印的模型,如图9-1-2所示,测量蜡鞋模型的平均厚度为$3\ \mathrm{cm}$,质量为$675\ \mathrm{g}$,又经测试,测得达到脚印同样深度时地面所受的压强为$1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。求:
(1)蜡鞋模型的体积($\rho_{\mathrm{蜡}}=0.9×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$)。
(2)犯罪嫌疑人双脚站立时与地面接触的总面积。
(3)犯罪嫌疑人的体重。
(1)蜡鞋模型的体积($\rho_{\mathrm{蜡}}=0.9×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$)。
(2)犯罪嫌疑人双脚站立时与地面接触的总面积。
(3)犯罪嫌疑人的体重。
答案
6.(1)蜡鞋模型的体积
V=m$\frac{m}{蜡}$=0.697g5/gcm²=750cm3。
(2)蜡鞋模型的底面积
S=$\frac{V}{h}$=$\frac{750cm²}{3cm}$=250cm²,
犯罪嫌疑人双脚站立时与地面接触的总面积S'=2S=2×250cm²=500cm²。
(3)犯罪嫌疑人的体重
G=F=pS'=1.5×104Pa×500×10−4m²=
750N。
V=m$\frac{m}{蜡}$=0.697g5/gcm²=750cm3。
(2)蜡鞋模型的底面积
S=$\frac{V}{h}$=$\frac{750cm²}{3cm}$=250cm²,
犯罪嫌疑人双脚站立时与地面接触的总面积S'=2S=2×250cm²=500cm²。
(3)犯罪嫌疑人的体重
G=F=pS'=1.5×104Pa×500×10−4m²=
750N。
解析
【分析】
1. 第一问：已知蜡鞋模型的质量和蜡的密度，根据密度公式的变形公式$V=\frac{m}{\rho}$，即可求出蜡鞋模型的体积，计算时注意单位统一。
2. 第二问：先利用蜡鞋模型的体积和平均厚度，通过$S=\frac{V}{h}$求出单只鞋印的底面积，犯罪嫌疑人双脚站立时，与地面的接触总面积为单只鞋印底面积的2倍，据此计算总面积。
3. 第三问：人双脚站立时对地面的压力等于自身重力，根据压强公式的变形公式$F=pS$求出压力，该压力即为犯罪嫌疑人的体重，注意受力面积需换算为国际单位制单位。
【解析】
(1) 已知蜡鞋模型的质量$m=675\ \mathrm{g}$，蜡的密度$\rho_{\mathrm{蜡}}=0.9×10^3\ \mathrm{kg/m}^3=0.9\ \mathrm{g/cm}^3$，由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$变形得蜡鞋模型的体积：
$V=\frac{m}{\rho_{\mathrm{蜡}}}=\frac{675\ \mathrm{g}}{0.9\ \mathrm{g/cm}^3}=750\ \mathrm{cm}^3$
(2) 已知蜡鞋模型的平均厚度$h=3\ \mathrm{cm}$，由$V=Sh$得单只鞋印的底面积：
$S=\frac{V}{h}=\frac{750\ \mathrm{cm}^3}{3\ \mathrm{cm}}=250\ \mathrm{cm}^2$
犯罪嫌疑人双脚站立时与地面接触的总面积：
$S'=2S=2×250\ \mathrm{cm}^2=500\ \mathrm{cm}^2=500×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=0.05\ \mathrm{m}^2$
(3) 已知地面所受压强$p=1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$，由压强公式$p=\frac{F}{S}$变形得犯罪嫌疑人双脚站立时对地面的压力：
$F=pS'=1.5×10^4\ \mathrm{Pa}×0.05\ \mathrm{m}^2=750\ \mathrm{N}$
因为人双脚站立时对地面的压力等于自身重力，所以犯罪嫌疑人的体重$G=F=750\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $750\ \mathrm{cm}^3$
(2) $500\ \mathrm{cm}^2$（或$0.05\ \mathrm{m}^2$）
(3) $750\ \mathrm{N}$
【知识点】
密度公式的应用、压强公式的应用、压力与重力的关系
【点评】
本题是密度与压强的综合应用题，解题关键在于明确单位换算、双脚站立时的受力面积特点，以及站立时压力与重力的等量关系，属于基础力学综合题，注重公式的灵活运用。
【难度系数】
0.6
1. 第一问：已知蜡鞋模型的质量和蜡的密度，根据密度公式的变形公式$V=\frac{m}{\rho}$，即可求出蜡鞋模型的体积，计算时注意单位统一。
2. 第二问：先利用蜡鞋模型的体积和平均厚度，通过$S=\frac{V}{h}$求出单只鞋印的底面积，犯罪嫌疑人双脚站立时，与地面的接触总面积为单只鞋印底面积的2倍，据此计算总面积。
3. 第三问：人双脚站立时对地面的压力等于自身重力，根据压强公式的变形公式$F=pS$求出压力，该压力即为犯罪嫌疑人的体重，注意受力面积需换算为国际单位制单位。
【解析】
(1) 已知蜡鞋模型的质量$m=675\ \mathrm{g}$，蜡的密度$\rho_{\mathrm{蜡}}=0.9×10^3\ \mathrm{kg/m}^3=0.9\ \mathrm{g/cm}^3$，由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$变形得蜡鞋模型的体积：
$V=\frac{m}{\rho_{\mathrm{蜡}}}=\frac{675\ \mathrm{g}}{0.9\ \mathrm{g/cm}^3}=750\ \mathrm{cm}^3$
(2) 已知蜡鞋模型的平均厚度$h=3\ \mathrm{cm}$，由$V=Sh$得单只鞋印的底面积：
$S=\frac{V}{h}=\frac{750\ \mathrm{cm}^3}{3\ \mathrm{cm}}=250\ \mathrm{cm}^2$
犯罪嫌疑人双脚站立时与地面接触的总面积：
$S'=2S=2×250\ \mathrm{cm}^2=500\ \mathrm{cm}^2=500×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=0.05\ \mathrm{m}^2$
(3) 已知地面所受压强$p=1.5×10^4\ \mathrm{Pa}$，由压强公式$p=\frac{F}{S}$变形得犯罪嫌疑人双脚站立时对地面的压力：
$F=pS'=1.5×10^4\ \mathrm{Pa}×0.05\ \mathrm{m}^2=750\ \mathrm{N}$
因为人双脚站立时对地面的压力等于自身重力，所以犯罪嫌疑人的体重$G=F=750\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $750\ \mathrm{cm}^3$
(2) $500\ \mathrm{cm}^2$（或$0.05\ \mathrm{m}^2$）
(3) $750\ \mathrm{N}$
【知识点】
密度公式的应用、压强公式的应用、压力与重力的关系
【点评】
本题是密度与压强的综合应用题，解题关键在于明确单位换算、双脚站立时的受力面积特点，以及站立时压力与重力的等量关系，属于基础力学综合题，注重公式的灵活运用。
【难度系数】
0.6
1. 人坐在沙发上比坐在椅子上舒服,是因为()
A.沙发对人的压力比椅子对人的压力大一些
B.沙发对人的压力比椅子对人的压力小一些
C.沙发对人的压强比椅子对人的压强小一些
D.沙发对人的压强比椅子对人的压强大一些
A.沙发对人的压力比椅子对人的压力大一些
B.沙发对人的压力比椅子对人的压力小一些
C.沙发对人的压强比椅子对人的压强小一些
D.沙发对人的压强比椅子对人的压强大一些
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题，我们可以按照以下思路思考：
1. 先判断沙发和椅子对人的压力大小：人坐在沙发或椅子上时，竖直方向处于平衡状态，沙发、椅子对人的支持力与人的重力是平衡力，大小相等；而沙发、椅子对人的压力和人对它们的压力是相互作用力，大小也相等，因此沙发和椅子对人的压力都等于人的重力，二者压力大小相同，所以A、B选项可直接排除。
2. 再分析舒服的原因：人感觉舒服是因为受到的压强更小。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当压力$F$相同时，受力面积$S$越大，压强$p$越小。沙发较柔软，人坐上去后与人体的接触面积远大于椅子与人体的接触面积，所以沙发对人的压强更小，人会更舒服，因此正确选项是C。
【解析】
1. 压力大小判断：人坐在沙发或椅子上时，对沙发和椅子的压力都等于自身的重力，根据相互作用力的原理，沙发和椅子对人的压力与人对它们的压力大小相等，因此沙发和椅子对人的压力大小相同，故A、B选项错误。
2. 压强分析：根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当压力$F$一定时，受力面积$S$越大，物体受到的压强$p$越小。人坐在沙发上时，沙发与人体的接触面积比椅子与人体的接触面积大，在压力相同的情况下，沙发对人的压强更小，所以人会感觉更舒服，因此C选项正确，D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
压强的影响因素、压力与重力的关系、压强公式的应用
【点评】
本题考查压强在生活中的实际应用，重点在于区分压力和压强的概念，需要学生结合受力平衡、相互作用力判断压力大小，再利用压强公式分析压强的变化，将物理知识与生活现象结合，加深对压强概念的理解与应用。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，我们可以按照以下思路思考：
1. 先判断沙发和椅子对人的压力大小：人坐在沙发或椅子上时，竖直方向处于平衡状态，沙发、椅子对人的支持力与人的重力是平衡力，大小相等；而沙发、椅子对人的压力和人对它们的压力是相互作用力，大小也相等，因此沙发和椅子对人的压力都等于人的重力，二者压力大小相同，所以A、B选项可直接排除。
2. 再分析舒服的原因：人感觉舒服是因为受到的压强更小。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当压力$F$相同时，受力面积$S$越大，压强$p$越小。沙发较柔软，人坐上去后与人体的接触面积远大于椅子与人体的接触面积，所以沙发对人的压强更小，人会更舒服，因此正确选项是C。
【解析】
1. 压力大小判断：人坐在沙发或椅子上时，对沙发和椅子的压力都等于自身的重力，根据相互作用力的原理，沙发和椅子对人的压力与人对它们的压力大小相等，因此沙发和椅子对人的压力大小相同，故A、B选项错误。
2. 压强分析：根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当压力$F$一定时，受力面积$S$越大，物体受到的压强$p$越小。人坐在沙发上时，沙发与人体的接触面积比椅子与人体的接触面积大，在压力相同的情况下，沙发对人的压强更小，所以人会感觉更舒服，因此C选项正确，D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
压强的影响因素、压力与重力的关系、压强公式的应用
【点评】
本题考查压强在生活中的实际应用，重点在于区分压力和压强的概念，需要学生结合受力平衡、相互作用力判断压力大小，再利用压强公式分析压强的变化，将物理知识与生活现象结合，加深对压强概念的理解与应用。
【难度系数】
0.8
2. 某人在结冰的湖面上行走时,突然发现脚下的冰即将破裂,他应采取的措施是()
A.立即改为单脚站立
B.赶快跑向岸边
C.站着不动,等待救援
D.就地趴伏在冰面上慢慢向岸边爬行
A.立即改为单脚站立
B.赶快跑向岸边
C.站着不动,等待救援
D.就地趴伏在冰面上慢慢向岸边爬行
答案
D
解析
【分析】
要解决这个问题，核心是利用压强的相关知识：冰面即将破裂，说明人对冰面的压强已超过冰的承受极限，需通过减小压强来避免冰面破裂。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，人对冰面的压力$F$等于自身重力（大小不变），因此减小压强的关键是增大受力面积$S$。接下来逐一分析选项：
选项A：单脚站立会减小受力面积，压强增大，冰面更易破裂；
选项B：跑向岸边时，跑动会对冰面产生额外冲击力（压力增大），且单脚交替接触冰面，受力面积小，压强显著增大，加速冰面破裂；
选项C：站着不动时，受力面积不变，压强不变，冰面仍会破裂；
选项D：趴伏在冰面会大幅增大受力面积，减小对冰面的压强，能防止冰面破裂，慢慢爬行可安全移动到岸边。
【解析】
人对冰面的压力$F$等于自身重力，大小保持不变。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力$F$不变时，增大受力面积$S$可减小压强。
A选项：单脚站立，受力面积减小，压强增大，冰面更易破裂，不符合要求；
B选项：跑动时，人对冰面的压力会因冲击力而增大，且单脚交替接触冰面，受力面积小，压强显著增大，冰面易破裂，不符合要求；
C选项：站着不动，受力面积不变，压强不变，冰面仍会破裂，不符合要求；
D选项：就地趴伏在冰面上，受力面积大幅增大，压强减小，能有效避免冰面破裂，慢慢向岸边爬行可安全脱离危险，符合要求。
【答案】
D
【知识点】
压强的影响因素、减小压强的方法
【点评】
本题考查压强知识在实际生活中的应用，重点是结合压强公式分析减小压强的有效措施，帮助学生将物理理论与生活实际结合，提升解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.8
要解决这个问题，核心是利用压强的相关知识：冰面即将破裂，说明人对冰面的压强已超过冰的承受极限，需通过减小压强来避免冰面破裂。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，人对冰面的压力$F$等于自身重力（大小不变），因此减小压强的关键是增大受力面积$S$。接下来逐一分析选项：
选项A：单脚站立会减小受力面积，压强增大，冰面更易破裂；
选项B：跑向岸边时，跑动会对冰面产生额外冲击力（压力增大），且单脚交替接触冰面，受力面积小，压强显著增大，加速冰面破裂；
选项C：站着不动时，受力面积不变，压强不变，冰面仍会破裂；
选项D：趴伏在冰面会大幅增大受力面积，减小对冰面的压强，能防止冰面破裂，慢慢爬行可安全移动到岸边。
【解析】
人对冰面的压力$F$等于自身重力，大小保持不变。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力$F$不变时，增大受力面积$S$可减小压强。
A选项：单脚站立，受力面积减小，压强增大，冰面更易破裂，不符合要求；
B选项：跑动时，人对冰面的压力会因冲击力而增大，且单脚交替接触冰面，受力面积小，压强显著增大，冰面易破裂，不符合要求；
C选项：站着不动，受力面积不变，压强不变，冰面仍会破裂，不符合要求；
D选项：就地趴伏在冰面上，受力面积大幅增大，压强减小，能有效避免冰面破裂，慢慢向岸边爬行可安全脱离危险，符合要求。
【答案】
D
【知识点】
压强的影响因素、减小压强的方法
【点评】
本题考查压强知识在实际生活中的应用，重点是结合压强公式分析减小压强的有效措施，帮助学生将物理理论与生活实际结合，提升解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.8
3. 如图9-1-3所示,将一块砖平放、立放、侧放时,它对水平地面的压强()
A.平放时最大
B.立放时最大
C.侧放时最大
D.平放、立放、侧放时一样大
A.平放时最大
B.立放时最大
C.侧放时最大
D.平放、立放、侧放时一样大
答案
B
解析
【分析】
要解决这个问题，我们可以按照以下思路思考：
1. 首先明确砖对水平地面的压力：水平地面上的物体，对地面的压力等于自身重力，所以砖平放、立放、侧放时，对地面的压力F都等于砖的重力G，即三种情况压力大小相等。
2. 然后分析受力面积：观察三种放置方式，砖与地面的接触面积不同，平放时接触面积最大，立放时接触面积最小，侧放时接触面积介于两者之间。
3. 最后根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $，在压力F一定时，压强p与受力面积S成反比，受力面积越小，压强越大，因此可以判断出哪种放置方式压强最大。
【解析】
1. 确定压力大小：砖放在水平地面上，对地面的压力等于砖的重力，即$ F = G $。由于砖的重力不变，所以平放、立放、侧放时，对地面的压力$ F $大小相等。
2. 分析受力面积：由图可知，三种放置方式中，立放时砖与地面的接触面积最小（$ S_{\mathrm{立}} ＜ S_{\mathrm{侧}} ＜ S_{\mathrm{平}} $）。
3. 根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $，当压力$ F $一定时，压强$ p $与受力面积$ S $成反比，即受力面积越小，压强越大。因此立放时砖对水平地面的压强最大。
【答案】
B
【知识点】
固体压强计算，水平面上压力与重力的关系
【点评】
本题考查压强公式的应用，关键是理解水平地面上物体对地面的压力等于自身重力，同时学会利用控制变量法分析压力相同时，受力面积对压强的影响，是压强的基础应用题型。
【难度系数】
0.8
要解决这个问题，我们可以按照以下思路思考：
1. 首先明确砖对水平地面的压力：水平地面上的物体，对地面的压力等于自身重力，所以砖平放、立放、侧放时，对地面的压力F都等于砖的重力G，即三种情况压力大小相等。
2. 然后分析受力面积：观察三种放置方式，砖与地面的接触面积不同，平放时接触面积最大，立放时接触面积最小，侧放时接触面积介于两者之间。
3. 最后根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $，在压力F一定时，压强p与受力面积S成反比，受力面积越小，压强越大，因此可以判断出哪种放置方式压强最大。
【解析】
1. 确定压力大小：砖放在水平地面上，对地面的压力等于砖的重力，即$ F = G $。由于砖的重力不变，所以平放、立放、侧放时，对地面的压力$ F $大小相等。
2. 分析受力面积：由图可知，三种放置方式中，立放时砖与地面的接触面积最小（$ S_{\mathrm{立}} ＜ S_{\mathrm{侧}} ＜ S_{\mathrm{平}} $）。
3. 根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $，当压力$ F $一定时，压强$ p $与受力面积$ S $成反比，即受力面积越小，压强越大。因此立放时砖对水平地面的压强最大。
【答案】
B
【知识点】
固体压强计算，水平面上压力与重力的关系
【点评】
本题考查压强公式的应用，关键是理解水平地面上物体对地面的压力等于自身重力，同时学会利用控制变量法分析压力相同时，受力面积对压强的影响，是压强的基础应用题型。
【难度系数】
0.8
4. 有一个重为$48\ \mathrm{N}$、棱长为$20\ \mathrm{cm}$的正方体木块,某同学用$100\ \mathrm{N}$的力竖直向上将木块压在面积为$4\ \mathrm{m}^2$的天花板上,则木块对天花板的压强是()
A.$25\ \mathrm{Pa}$
B.$2500\ \mathrm{Pa}$
C.$1300\ \mathrm{Pa}$
D.$13\ \mathrm{Pa}$
A.$25\ \mathrm{Pa}$
B.$2500\ \mathrm{Pa}$
C.$1300\ \mathrm{Pa}$
D.$13\ \mathrm{Pa}$
答案
C
解析
【分析】
要解决木块对天花板的压强问题，需围绕压强公式$ p = \frac{F}{S} $展开，核心是确定两个关键物理量：木块对天花板的压力$ F $和受力面积$ S $。
1. 受力分析：木块竖直方向受三个力——向上的100N压力、向下的48N重力、天花板对木块向下的支持力。因木块静止，受力平衡，向上的力等于向下的力之和，由此可求出天花板对木块的支持力，而木块对天花板的压力与该支持力是相互作用力，大小相等。
2. 受力面积判断：木块与天花板的接触面积是正方体的上表面面积，而非天花板的总面积（天花板面积远大于木块上表面，接触面积由木块尺寸决定）。
3. 最后代入压强公式计算即可得到结果。
【解析】
1. 计算木块对天花板的压力$ F $：
对木块进行受力分析，竖直方向受力平衡，向上的压力$ F_1 = 100\ \mathrm{N} $，向下的重力$ G = 48\ \mathrm{N} $，天花板对木块的支持力$ F_{\mathrm{支}} $，则：
$ F_1 = G + F_{\mathrm{支}} $
解得$ F_{\mathrm{支}} = F_1 - G = 100\ \mathrm{N} - 48\ \mathrm{N} = 52\ \mathrm{N} $
根据相互作用力的特点，木块对天花板的压力$ F = F_{\mathrm{支}} = 52\ \mathrm{N} $。
2. 确定受力面积$ S $：
木块棱长$ a = 20\ \mathrm{cm} = 0.2\ \mathrm{m} $，与天花板的接触面积为正方体上表面面积：
$ S = a^2 = (0.2\ \mathrm{m})^2 = 0.04\ \mathrm{m}^2 $（天花板面积$ 4\ \mathrm{m}^2 $大于接触面积，故取接触面积为受力面积）。
3. 计算压强$ p $：
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $，代入数据得：
$ p = \frac{52\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2} = 1300\ \mathrm{Pa} $
【答案】
C
【知识点】
压强的计算、受力分析、相互作用力
【点评】
本题易出错点有两处：一是误将同学的压力直接作为木块对天花板的压力，忽略重力的影响；二是错把天花板的总面积当作受力面积，需明确受力面积是两个物体的实际接触面积。解题时需先通过受力分析准确求出压力，再结合接触面积计算压强。
【难度系数】
0.6
要解决木块对天花板的压强问题，需围绕压强公式$ p = \frac{F}{S} $展开，核心是确定两个关键物理量：木块对天花板的压力$ F $和受力面积$ S $。
1. 受力分析：木块竖直方向受三个力——向上的100N压力、向下的48N重力、天花板对木块向下的支持力。因木块静止，受力平衡，向上的力等于向下的力之和，由此可求出天花板对木块的支持力，而木块对天花板的压力与该支持力是相互作用力，大小相等。
2. 受力面积判断：木块与天花板的接触面积是正方体的上表面面积，而非天花板的总面积（天花板面积远大于木块上表面，接触面积由木块尺寸决定）。
3. 最后代入压强公式计算即可得到结果。
【解析】
1. 计算木块对天花板的压力$ F $：
对木块进行受力分析，竖直方向受力平衡，向上的压力$ F_1 = 100\ \mathrm{N} $，向下的重力$ G = 48\ \mathrm{N} $，天花板对木块的支持力$ F_{\mathrm{支}} $，则：
$ F_1 = G + F_{\mathrm{支}} $
解得$ F_{\mathrm{支}} = F_1 - G = 100\ \mathrm{N} - 48\ \mathrm{N} = 52\ \mathrm{N} $
根据相互作用力的特点，木块对天花板的压力$ F = F_{\mathrm{支}} = 52\ \mathrm{N} $。
2. 确定受力面积$ S $：
木块棱长$ a = 20\ \mathrm{cm} = 0.2\ \mathrm{m} $，与天花板的接触面积为正方体上表面面积：
$ S = a^2 = (0.2\ \mathrm{m})^2 = 0.04\ \mathrm{m}^2 $（天花板面积$ 4\ \mathrm{m}^2 $大于接触面积，故取接触面积为受力面积）。
3. 计算压强$ p $：
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $，代入数据得：
$ p = \frac{52\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2} = 1300\ \mathrm{Pa} $
【答案】
C
【知识点】
压强的计算、受力分析、相互作用力
【点评】
本题易出错点有两处：一是误将同学的压力直接作为木块对天花板的压力，忽略重力的影响；二是错把天花板的总面积当作受力面积，需明确受力面积是两个物体的实际接触面积。解题时需先通过受力分析准确求出压力，再结合接触面积计算压强。
【难度系数】
0.6
