Question

15．李明同學(xué)站立著對(duì)地板的壓強(qiáng)約1.5×10⁴Pa，他平躺著對(duì)地板的壓強(qiáng)3×10³Pa，他的雙腳與地板接觸面積為0.04m²．請(qǐng)你利用這些數(shù)據(jù)，完成下列問(wèn)題．
（1）李明同學(xué)的重力；
（2）李明同學(xué)平躺時(shí)與地板的接觸面積；
（3）李明背著重40N的書包站立時(shí)對(duì)水平地板的壓強(qiáng)；
（4）李明同學(xué)在行走時(shí)，壓強(qiáng)是變大了還是減小了，為什么？

Answer 1

分析 （1）李明同學(xué)的重力等于其站立著對(duì)地板的壓力，已知李明同學(xué)站立著對(duì)地板的壓強(qiáng)和雙腳與地板接觸面積，利用F=pS計(jì)算李明同學(xué)對(duì)地板的壓力；
（2）李明同學(xué)平躺時(shí)對(duì)地板的壓力等于其重力，又知平躺著對(duì)地板的壓強(qiáng)，利用S=$\frac{F}{p}$計(jì)算與地板的接觸面積；
（3）李明背著重40N的書包站立時(shí)對(duì)水平地板的壓力等于其重力和書包重力之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可得站立時(shí)對(duì)水平地板的壓強(qiáng)．
（4）站立時(shí)是兩腳著地，行走時(shí)是一只腳著地，壓力不變，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$分析．

解答 解：（1）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可得站立著對(duì)地板的壓力：
F=pS=1.5×10⁴Pa×0.04m²=600N；
李明同學(xué)的重力等于其站立著對(duì)地板的壓力，即G=F=600N；
（2）李明同學(xué)平躺時(shí)對(duì)地板的壓力：
F′=G=600N，
由p=$\frac{F}{S}$可得，平躺時(shí)與地板的接觸面積S′=$\frac{F′}{p′}$=$\frac{600N}{3×1{0}^{3}Pa}$=0.2m²，
（3）李明背著重40N的書包站立時(shí)對(duì)水平地板的壓力F″=G_人+G_包=600N+40N=640N，
站立時(shí)對(duì)水平地板的壓強(qiáng)P″=$\frac{F″}{S}$=$\frac{640N}{0.04{m}^{2}}$=1.6×10⁴Pa．
（4）李明同學(xué)在行走時(shí)，壓強(qiáng)是變大了，因?yàn)檎玖�時(shí)是兩腳著地，行走時(shí)是一只腳著地，由壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$可知，在壓力一定時(shí)，受力面積減小，壓強(qiáng)增大，所以，李明行走時(shí)，壓強(qiáng)變大．
答：（1）李明同學(xué)的重力為600N；
（2）李明同學(xué)平躺時(shí)與地板的接觸面積為0.2m²；
（3）李明背著重40N的書包站立時(shí)對(duì)水平地板的壓強(qiáng)為1.6×10⁴Pa；
（4）李明同學(xué)在行走時(shí)，壓強(qiáng)是變大，因?yàn)橐驗(yàn)檎玖�時(shí)是兩腳著地，行走時(shí)是一只腳著地，在壓力一定時(shí)，受力面積減小，壓強(qiáng)增大，所以，李明行走時(shí)，壓強(qiáng)變大．

點(diǎn)評(píng) 此題考查壓強(qiáng)的大小計(jì)算，關(guān)鍵是知道處于水平面上的物體，對(duì)地面的壓力才等于物體的重力．同時(shí)要注意壓力與受力面積的對(duì)應(yīng)性．