Question

2011年2月21日，“雪龍”號(hào)極地考察船抵近南極中山站，考察船與中山站之間是一層海冰．科考隊(duì)員打算駕駛履帶車(chē)駛過(guò)冰層前往中山站，載人履帶車(chē)的質(zhì)量為25t，每條履帶與冰面的接觸面積為2m²．為探測(cè)冰層的承受極限，科考隊(duì)員把質(zhì)量為280kg、底面積為4000cm²的鋼錠壓在水平冰層上，冰層恰好處于極限狀態(tài)（有微小裂縫但無(wú)明顯破裂）．問(wèn)：
（1）冰層能承受的極限壓強(qiáng)是多少？（g恒取10N/kg）
（2）通過(guò)計(jì)算判斷履帶車(chē)能否安全駛過(guò)冰層？

Answer 1

分析：（1）已知鋼錠質(zhì)量，根據(jù)公式G=mg可求鋼錠的重力；鋼錠對(duì)冰層的壓力等于鋼錠的重力；根據(jù)公式P=

F

S

可求冰層能承受的極限壓強(qiáng)；
（2）已知履帶車(chē)的質(zhì)量，根據(jù)公式G=mg可求履帶車(chē)的重力；履帶車(chē)對(duì)冰層的壓力等于履帶車(chē)的重力；根據(jù)公式P=

F

S

可求履帶車(chē)對(duì)冰層的壓強(qiáng)；再與冰層能承受的極限壓強(qiáng)相比較即可得出結(jié)論．

解答：解：（1）冰層能承受的極限壓強(qiáng)P_大=

F鋼

S鋼

=

G鋼

S鋼

=

m鋼g

S鋼

=

280kg×10N/kg

4000×10-4m2

=7000Pa；
答：冰層能承受的極限壓強(qiáng)是7000Pa．
（2）履帶車(chē)對(duì)冰層的壓強(qiáng)P=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

25000kg×10N/kg

2×2m2

=62500Pa＞7000Pa；
所以履帶車(chē)不能安全駛過(guò)冰層．
答：履帶車(chē)不能安全駛過(guò)冰層．

點(diǎn)評(píng)：本題考查壓強(qiáng)的計(jì)算，關(guān)鍵是公式的應(yīng)用，要知道在水平面上物體對(duì)水平面的壓力等于物體自身的重力，解題過(guò)程中要注意單位的換算．