Question

（2013?閔行區(qū)一模）如圖所示是我國(guó)自主研發(fā)的四輪長(zhǎng)航程極地漫游機(jī)器人，科考隊(duì)員在附近遙控機(jī)器人．若機(jī)器人質(zhì)量為500千克，每條履帶與地面的接觸面積為1000厘米²．則：
（1）機(jī)器人的重力為多少？
（2）若南極某處冰面能承受的壓強(qiáng)為4.2×10⁴帕，該機(jī)器人能順利通過該冰面嗎？
（3）如果科考隊(duì)員的質(zhì)量為70千克，他雙腳跟冰面接觸面積為300厘米²，科考隊(duì)員能在冰面上安全行走嗎？

Answer 1

分析：（1）知道質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出機(jī)器人的重力；
（2）根據(jù)公式p=

F

S

=

G

S

求出機(jī)器人對(duì)冰面的壓強(qiáng)，進(jìn)行比較即可得出答案；
（3）知道質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出科考隊(duì)員的重力，行走時(shí)與冰面的接觸面積為單腳的面積，根據(jù)公式p=

F

S

=

G

S

求出科考隊(duì)員對(duì)冰面的壓強(qiáng)，進(jìn)行比較即可得出答案

解答：已知：機(jī)器人質(zhì)量為m₁=500kg，機(jī)器人與地面的接觸面積為S₁=4×1000cm²=4000cm²=0.4m²，科考隊(duì)員的質(zhì)量m₂=70kg，他雙腳跟冰面接觸面積為S₂=

1

2

×300cm²=150cm²=0.015m²
求：（1）機(jī)器人的重力G₁=？；（2）機(jī)器人對(duì)冰面的壓強(qiáng)p₁=？；（3）科考隊(duì)員對(duì)冰面的壓強(qiáng)p₂=？
解：（1）機(jī)器人的重力：G₁=m₁g=500kg×9.8N/kg=4900N；
（2）機(jī)器人對(duì)冰面的壓強(qiáng)：p₁=

F1

S1

=

G1

S1

=

4900N

0.4m2

=1.225×10⁴Pa，
∵1.25×10⁴Pa＜4.2×10⁴Pa．
∴能通過．                          
（3）科考隊(duì)員對(duì)冰面的壓力：F₂=G₂=m₂g=70kg×9.8N/kg=686N，
p₂=

F2

S2

=

686N

0.015m2

≈4.5733×10⁴Pa，
∵4.5733×10⁴Pa＞4.2×10⁴Pa，
∴科考隊(duì)員不能在冰面上安全行走．
答：（1）機(jī)器人的重力為4900N；
（2）該機(jī)器人能順利通過該冰面；
（3）科考隊(duì)員不能在冰面上安全行走．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生對(duì)重力、壓力、壓強(qiáng)計(jì)算公式的理解和掌握，明確放在水平地面的物體對(duì)地面的壓力等于其重力是解決此題的關(guān)鍵．