Question

18．如圖所示是我國自主研發(fā)的四輪長航程極地漫游機(jī)器人，科考隊(duì)員在附近遙控機(jī)器人，若機(jī)器人的質(zhì)量為500kg，每條履帶與地面的接觸面積為1000cm²，（g=10N/kg）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4.2×10⁴Pa，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70kg，他雙腳跟冰面接觸面積為300cm²，科考隊(duì)員能在冰面上安全行走嗎？請計(jì)算說明．

Answer 1

分析 （1）知道機(jī)器人的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出機(jī)器人的重力；
（2）機(jī)器人對冰面的壓力和自身的重力相等，受力面積為4條履帶與地面的接觸面積之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出機(jī)器人對冰面的壓強(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=$\frac{F}{S}$求出科考隊(duì)員對冰面的壓強(qiáng)，進(jìn)行比較即可得出答案．

解答 解（1）機(jī)器人的重力：
G=mg=500kg×10N/kg=5000N；
（2）機(jī)器人對冰面的壓力：
F=G=5000N，
機(jī)器人對冰面的壓強(qiáng)：
p_機(jī)器=$\frac{F}{S}$=$\frac{5000N}{4×1000×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.25×10⁴Pa，
因?yàn)閜_機(jī)器＜p_冰，
所以，機(jī)器人可以順利通過；
（3）科考隊(duì)員對冰面的壓力：
F_人=G_人=m_人g=70kg×10N/kg=700N，
科考隊(duì)員在冰面上行走時(shí)，相當(dāng)于單腳著地，冰面的受力面積：
S_人=$\frac{{S}_{人}′}{2}$=$\frac{300c{m}^{2}}{2}$=150cm²，
科考隊(duì)員對冰面的壓強(qiáng)：
p_人=$\frac{{F}_{人}}{{S}_{人}}$=$\frac{700N}{150×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=4.67×10⁴Pa，
因?yàn)閜_人＞p_冰，
所以，人不能在冰面上行走．
答：（1）機(jī)器人的重力為5000N；
（2）若南極某處冰面能承受的壓強(qiáng)為4.2×10⁴Pa，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 本題主要考查的是學(xué)生對重力、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地面的壓力等于其重力是解決此題的關(guān)鍵．