Question

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

Answer 1

分析：（1）知道質量，根據G=mg求出機器人的重力；
（2）根據公式p=

F

S

=

G

S

求出機器人對冰面的壓強，進行比較即可得出答案；
（3）知道質量，根據G=mg求出科考隊員的重力，行走時與冰面的接觸面積為單腳的面積，根據公式p=

F

S

=

G

S

求出科考隊員對冰面的壓強，進行比較即可得出答案

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

1

2

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

F1

S1

=

G1

S1

=

4900N

0.4m2

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

F2

S2

=

686N

0.015m2

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

點評：此題主要考查的是學生對重力、壓力、壓強計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鍵．