Question

現(xiàn)代家具越來(lái)越重視“人體力學(xué)”的設(shè)計(jì)，如圖所示的電腦椅，當(dāng)人向后靠時(shí)就比端坐在椅子上要舒服，如圖b、c所示．下表中數(shù)據(jù)為重500N的人使用電腦椅時(shí)的一些參數(shù)．（g=10N/kg）

椅子的質(zhì)量（千克）	10
人端坐和向后靠時(shí)座墊的受力面積（米2）	8×10-2
人端坐在椅子上時(shí)對(duì)座墊的壓力（牛）	320
人向后靠時(shí)對(duì)座墊的壓強(qiáng)（帕）	2000
每個(gè)輪子的受力面積（米2）	4×10-4

求：（1）椅子所受的重力為

100N

；椅子腳上裝有輪子是為了

減小摩擦方便移動(dòng)

．
（2）計(jì)算人端坐在椅子上時(shí)對(duì)坐墊的壓強(qiáng)，說(shuō)明人“后靠”時(shí)比“端坐”時(shí)舒服的原因．
（3）人端坐在椅子上時(shí)椅子對(duì)水平地面的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析：（1）已知椅子的質(zhì)量，根據(jù)公式G=mg可求椅子的重力．椅子腳上裝有輪子，變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，減小摩擦力．
（2）已知座墊的受力面積和人端坐在椅子上時(shí)對(duì)座墊的壓力，根據(jù)公式P=

F

S

可求人端坐在椅子上時(shí)對(duì)坐墊的壓強(qiáng)，然后與人“后靠”時(shí)對(duì)座墊的壓強(qiáng)相比較，即可得出結(jié)論．
（3）人端坐在椅子上時(shí)椅子對(duì)水平地面的壓力等于椅子和人的重力之和，每個(gè)輪子的受力面積已知，根據(jù)公式P=

F

S

可求人端坐在椅子上時(shí)對(duì)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)．

解答：解：（1）椅子所受的重力為G=mg=10kg×10N/kg=100N，
 椅子腳上裝有輪子是為了變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，減小摩擦方便移動(dòng)．
故答案為100N；減小摩擦方便移動(dòng)．
（2）人端坐時(shí)對(duì)坐墊的壓強(qiáng)
P₁=

F1

S1

=

320N

8×10-2m2

=4×10³Pa．
人后靠時(shí)對(duì)坐墊的壓強(qiáng)p′=2000Pa
∵p₁′＜p₁，壓強(qiáng)越小，壓力的作用效果越不明顯，所以“后靠”時(shí)比“端坐”時(shí)舒服．
答：人端坐在椅子上時(shí)對(duì)坐墊的壓強(qiáng)為4×10³Pa．
（3）人端坐時(shí)對(duì)水平地面的壓力F₂=320N+100N=420N，
輪子與地面的接觸面積S₂=5×4×10^-4m²=2×10^-3m²，
∴椅子對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為：
P₂=

F2

S2

=

420N

2×10-3m2

=2.1×10⁵Pa．
答：人端坐在椅子上時(shí)椅子對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為2.1×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng)：本題考查重力、壓強(qiáng)等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，還要知道在水平面上壓力等于物體自身的重力，最容易出錯(cuò)的是輪子與地面的接觸面積是5個(gè)輪子的面積，不是一個(gè)的面積．