登录
10. 封冻的江河冰面能承受的最大压强是4×10⁴ Pa，在冰面上行驶的雪橇质量是200 kg，它与冰面的接触面积是0.4 m²。在保证安全的情况下，雪橇上最多能装多少千克货物？（g取10 N/kg）
答案
解:雪橇的重力$G_1=m_1g=200\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2×10^{3}\ \mathrm{N}$
雪橇对冰面的压力$F_1=G_1=2×10^{3}\ \mathrm{N}$
冰面所能承受的最大压力为$F_2=pS=4×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.4\ \mathrm{m}^2=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
货物对冰面的压力为$F=F_2-F_1=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}-2×10^{3}\ \mathrm{N}=1.4×10^{4}\ \mathrm{N}$
货物所受的重力为$G=F=1.4×10^{4}\ \mathrm{N}$
货物的质量为$m=\frac{G}{g}=\frac{1.4×10^{4}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1.4×10^{3}\ \mathrm{kg}$
答:雪橇上最多能装$1.4×10^{3}\ \mathrm{kg}$货物。
雪橇对冰面的压力$F_1=G_1=2×10^{3}\ \mathrm{N}$
冰面所能承受的最大压力为$F_2=pS=4×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.4\ \mathrm{m}^2=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
货物对冰面的压力为$F=F_2-F_1=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}-2×10^{3}\ \mathrm{N}=1.4×10^{4}\ \mathrm{N}$
货物所受的重力为$G=F=1.4×10^{4}\ \mathrm{N}$
货物的质量为$m=\frac{G}{g}=\frac{1.4×10^{4}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1.4×10^{3}\ \mathrm{kg}$
答:雪橇上最多能装$1.4×10^{3}\ \mathrm{kg}$货物。
解析
【解析】
1. 计算雪橇的重力：$G_1=m_1g=200\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2×10^{3}\ \mathrm{N}$
2. 雪橇对冰面的压力等于其重力：$F_1=G_1=2×10^{3}\ \mathrm{N}$
3. 根据压强公式计算冰面能承受的最大压力：$F_2=pS=4×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.4\ \mathrm{m}^2=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
4. 计算货物对冰面的压力：$F=F_2-F_1=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}-2×10^{3}\ \mathrm{N}=1.4×10^{4}\ \mathrm{N}$
5. 货物的重力等于其对冰面的压力：$G=F=1.4×10^{4}\ \mathrm{N}$
6. 计算货物的质量：$m=\frac{G}{g}=\frac{1.4×10^{4}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1.4×10^{3}\ \mathrm{kg}$
【答案】
$1.4×10^{3}\ \mathrm{kg}$
【知识点】
压强的计算、重力的计算
【点评】
本题考查压强与重力公式的综合应用，核心是理解水平面上物体的压力等于自身重力，需熟练运用相关公式进行推导计算。
【难度系数】
0.7
1. 计算雪橇的重力：$G_1=m_1g=200\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2×10^{3}\ \mathrm{N}$
2. 雪橇对冰面的压力等于其重力：$F_1=G_1=2×10^{3}\ \mathrm{N}$
3. 根据压强公式计算冰面能承受的最大压力：$F_2=pS=4×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.4\ \mathrm{m}^2=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
4. 计算货物对冰面的压力：$F=F_2-F_1=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}-2×10^{3}\ \mathrm{N}=1.4×10^{4}\ \mathrm{N}$
5. 货物的重力等于其对冰面的压力：$G=F=1.4×10^{4}\ \mathrm{N}$
6. 计算货物的质量：$m=\frac{G}{g}=\frac{1.4×10^{4}\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1.4×10^{3}\ \mathrm{kg}$
【答案】
$1.4×10^{3}\ \mathrm{kg}$
【知识点】
压强的计算、重力的计算
【点评】
本题考查压强与重力公式的综合应用，核心是理解水平面上物体的压力等于自身重力，需熟练运用相关公式进行推导计算。
【难度系数】
0.7
11. 在探究压力作用效果与哪些因素有关的实验中，小邹同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图9-1-4所示的一系列实验，请仔细观察，并分析回答下列问题。
(1)压力作用效果的大小是通过比较海绵的程度来确定。
(2)分析比较图9-1-4乙和丙的实验现象，可以得出初步结论：。请举一个生活中应用该结论的事例。
(3)分析比较图9-1-4丙和丁的实验现象，可以得出初步结论：。
(4)进一步综合分析图9-1-4甲、乙、丙、丁的实验现象，并归纳得出初步结论：。
(1)压力作用效果的大小是通过比较海绵的程度来确定。
(2)分析比较图9-1-4乙和丙的实验现象，可以得出初步结论：。请举一个生活中应用该结论的事例。
(3)分析比较图9-1-4丙和丁的实验现象，可以得出初步结论：。
(4)进一步综合分析图9-1-4甲、乙、丙、丁的实验现象，并归纳得出初步结论：。
答案
凹陷
压力相同时，受力面
积越大，压力的作用效果越不明显
书包上的宽肩带（合理即可）
受力面积一定时，
压力越大，压力的作用效果越明显
压力
的作用效果与压力大小和受力面积大小有关
压力相同时，受力面
积越大，压力的作用效果越不明显
书包上的宽肩带（合理即可）
受力面积一定时，
压力越大，压力的作用效果越明显
压力
的作用效果与压力大小和受力面积大小有关
解析
【解析】
(1) 实验采用转换法，通过海绵的凹陷程度来反映压力作用效果的大小，海绵凹陷程度越大，压力作用效果越明显。
(2) 分析乙、丙实验，压力大小相同，受力面积不同，海绵凹陷程度不同，可得压力相同时，受力面积越大，压力的作用效果越不明显；生活中书包的宽肩带就是通过增大受力面积来减小压力作用效果的实例。
(3) 分析丙、丁实验，受力面积相同，压力大小不同，海绵凹陷程度不同，可得受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。
(4) 综合甲、乙、丙、丁的实验现象，可归纳出压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关，压力越大、受力面积越小，压力的作用效果越明显。
【答案】
(1) 凹陷
(2) 压力相同时，受力面积越大，压力的作用效果越不明显；书包上的宽肩带（合理即可）
(3) 受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显
(4) 压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关（或压力越大、受力面积越小，压力的作用效果越明显）
【知识点】
压力作用效果的影响因素；转换法；控制变量法
【点评】
本题运用控制变量法和转换法探究压力作用效果的影响因素，结合生活实例考查对实验结论的理解与应用，体现物理知识与生活的紧密联系，注重实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.8
(1) 实验采用转换法，通过海绵的凹陷程度来反映压力作用效果的大小，海绵凹陷程度越大，压力作用效果越明显。
(2) 分析乙、丙实验，压力大小相同，受力面积不同，海绵凹陷程度不同，可得压力相同时，受力面积越大，压力的作用效果越不明显；生活中书包的宽肩带就是通过增大受力面积来减小压力作用效果的实例。
(3) 分析丙、丁实验，受力面积相同，压力大小不同，海绵凹陷程度不同，可得受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。
(4) 综合甲、乙、丙、丁的实验现象，可归纳出压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关，压力越大、受力面积越小，压力的作用效果越明显。
【答案】
(1) 凹陷
(2) 压力相同时，受力面积越大，压力的作用效果越不明显；书包上的宽肩带（合理即可）
(3) 受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显
(4) 压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关（或压力越大、受力面积越小，压力的作用效果越明显）
【知识点】
压力作用效果的影响因素；转换法；控制变量法
【点评】
本题运用控制变量法和转换法探究压力作用效果的影响因素，结合生活实例考查对实验结论的理解与应用，体现物理知识与生活的紧密联系，注重实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.8
12. 2024年12月10日，宁夏普降大雪。
（1）在滑雪场，同样体重的步行者腿脚深陷雪中，而滑雪者却如履平地，为什么？
（2）据报道，银川市某中学操场积雪深达14 cm，求雪对操场的压强。（ρ雪=0.2×10³ kg/m³，g取10 N/kg）
（3）雪后降温，路面结冰对交通安全会造成较大的影响。请根据所学物理知识，提出两条雪天预防道路交通事故的可行措施。（只提措施，不做解释）
（1）在滑雪场，同样体重的步行者腿脚深陷雪中，而滑雪者却如履平地，为什么？
（2）据报道，银川市某中学操场积雪深达14 cm，求雪对操场的压强。（ρ雪=0.2×10³ kg/m³，g取10 N/kg）
（3）雪后降温，路面结冰对交通安全会造成较大的影响。请根据所学物理知识，提出两条雪天预防道路交通事故的可行措施。（只提措施，不做解释）
答案
(1)滑雪者穿着雪橇，与步行者相比，滑雪者受力面积大，在压力一定时，对雪地的压强小，所以陷得浅，如履平地。
(2)雪对操场的压强：
$ p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{mg}{S}=\frac{\rho Vg}{S}=\frac{\rho shg}{S}=\rho gh=0.2×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.14\ \mathrm{m}=280\ \mathrm{Pa}$
答:雪对操场的压强为$280\ \mathrm{Pa}$。
(3)在路面上撒沙子、融雪剂等；给车轮装防滑链。
(2)雪对操场的压强：
$ p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{mg}{S}=\frac{\rho Vg}{S}=\frac{\rho shg}{S}=\rho gh=0.2×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.14\ \mathrm{m}=280\ \mathrm{Pa}$
答:雪对操场的压强为$280\ \mathrm{Pa}$。
(3)在路面上撒沙子、融雪剂等；给车轮装防滑链。
解析
【解析】
（1）同样体重的步行者和滑雪者对雪地的压力相同，滑雪者穿着雪橇，受力面积远大于步行者的脚与雪地的接触面积，在压力一定时，受力面积越大，压强越小，所以滑雪者对雪地的压强小，陷得浅，如履平地。
（2）雪对操场的压力等于雪的重力，设操场面积为$S$，雪的深度为$h$，由压强公式推导可得：$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{mg}{S}=\frac{\rho Vg}{S}=\frac{\rho Shg}{S}=\rho gh$，代入数据$\rho=0.2×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，$h=0.14\ \mathrm{m}$，计算得$p=0.2×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.14\ \mathrm{m}=280\ \mathrm{Pa}$。
（3）可采取的措施如：在路面上撒沙子或融雪剂；给车轮装防滑链。
【答案】
（1）滑雪者受力面积大，压力一定时对雪地的压强小，所以陷得浅，如履平地。
（2）280 Pa
（3）①在路面上撒沙子（或融雪剂）；②给车轮装防滑链。（合理即可）
【知识点】
压强的影响因素、固体压强的计算、增大摩擦的方法
【点评】
本题结合雪天实际场景，考查压强与摩擦的相关知识，注重物理知识在生活中的应用，能有效考查学生对基础知识的理解与应用能力。
【难度系数】
0.7
（1）同样体重的步行者和滑雪者对雪地的压力相同，滑雪者穿着雪橇，受力面积远大于步行者的脚与雪地的接触面积，在压力一定时，受力面积越大，压强越小，所以滑雪者对雪地的压强小，陷得浅，如履平地。
（2）雪对操场的压力等于雪的重力，设操场面积为$S$，雪的深度为$h$，由压强公式推导可得：$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{mg}{S}=\frac{\rho Vg}{S}=\frac{\rho Shg}{S}=\rho gh$，代入数据$\rho=0.2×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，$h=0.14\ \mathrm{m}$，计算得$p=0.2×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.14\ \mathrm{m}=280\ \mathrm{Pa}$。
（3）可采取的措施如：在路面上撒沙子或融雪剂；给车轮装防滑链。
【答案】
（1）滑雪者受力面积大，压力一定时对雪地的压强小，所以陷得浅，如履平地。
（2）280 Pa
（3）①在路面上撒沙子（或融雪剂）；②给车轮装防滑链。（合理即可）
【知识点】
压强的影响因素、固体压强的计算、增大摩擦的方法
【点评】
本题结合雪天实际场景，考查压强与摩擦的相关知识，注重物理知识在生活中的应用，能有效考查学生对基础知识的理解与应用能力。
【难度系数】
0.7
