Question

5．為充分利用時(shí)間鍛煉身體，小明同學(xué)堅(jiān)持每天步行上學(xué)，已知小明的質(zhì)量為50千克，每只球鞋接觸地面的面積約為200厘米²，書包的質(zhì)量為5千克，試求：
（1）小明同學(xué)受到的重力是多少？
（2）當(dāng)小明背起書包站在地面上時(shí)，腳對(duì)地面的壓強(qiáng)約為多大？
（3）當(dāng)小明背起書包開始步行時(shí)，腳對(duì)地面的壓強(qiáng)將增大（填“增大”或“減小”）

Answer 1

分析 （1）知道小明同學(xué)的質(zhì)量，利用G=mg求其重力；
（2）知道書包的質(zhì)量，利用G=mg求書包受到的重力；當(dāng)小明背起書包站在地面上時(shí)，腳對(duì)地面的壓力等于小明和書包的總重力，求出受力面積（兩只腳著地），再利用p=$\frac{F}{S}$求當(dāng)小明背起書包站在地面上時(shí)，腳對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）當(dāng)小明背起書包開始步行時(shí)，腳對(duì)地面的壓力不變，受力面積減小，利用p=$\frac{F}{S}$分析腳對(duì)地面的壓強(qiáng)變化．

解答 解：
（1）小明同學(xué)受到的重力：
G₁=m₁g=50kg×9.8N/kg=490N；
（2）書包受到的重力：
G₂=m₂g=5kg×9.8N/kg=49N；
當(dāng)小明背起書包站在地面上時(shí)，腳對(duì)地面的壓力：
F=G₁+G₂=490N+49N=539N，
受力面積：
S=200cm²×2=400cm²=0.04m²，
當(dāng)小明背起書包站在地面上時(shí)，腳對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{539N}{0.04{m}^{2}}$=13475Pa；
（3）當(dāng)小明背起書包開始步行時(shí)，腳對(duì)地面的壓力不變，仍等于人和書包的總重力，但變?yōu)橐恢荒_著地，受力面積減小，由p=$\frac{F}{S}$可知腳對(duì)地面的壓強(qiáng)增大．
故答案為：
（1）小明同學(xué)受到的重力是490N；
（2）當(dāng)小明背起書包站在地面上時(shí)，腳對(duì)地面的壓強(qiáng)約為13475Pa；
（3）增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力、壓強(qiáng)的計(jì)算，還涉及到壓強(qiáng)變化分析，要明確：人站立時(shí)是兩只腳著地，行走時(shí)一只腳著地．