题文

小王同学双脚与地面的接触面积为4×10-2m2，请根据图中某些情况下的压强数值估算： （1）小王同学的重力； （2）小王同学平躺时与床面的接触面积； （3）小王同学背着重力为40N的书包行走时对水平地面的压强。

题型：计算题  难度：中档

答案

解： （1）G人=p人S人=1.5×104Pa ×4×l0-2m2= 600N （2）S床=F／p床=G／p床=600N/（3×103Pa）=0.2m2 （3）p人'=F'／S人=（G人+G物）／S人=（600N+40N）/（2×10-2m2）=3.2×104Pa。

据专家权威分析，试题“小王同学双脚与地面的接触面积为4×10-2m2，请根据图中某些情况下..”主要考查你对  压强的大小及其计算，重力的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

压强的大小及其计算重力的计算

考点名称：压强的大小及其计算

• 计算公式：
  P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米²，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米²。

• 对压强公式的理解：
  1．此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。
  
  2．此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m²。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m²时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。
  
  3．一张报纸平放时对桌子的压强约0．5Pa。成人站立时对地面的压强约为1．5×10⁴Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1．5× 10⁴N。
  
  4．公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成，而应先注明F=G得：。
  
  5．公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。
  
  6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。
  
  巧用求柱体压强：
    将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强，所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强，只与固体的密度和高度有关，而与固体的重力、体积和底面积因素无关，应用公式就给解这类题带来很大方便。
  例1如图所示，两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3：1，高度相同，则它们对水平地面的压强之比为（   ）
  
  A．3：1B．1：3C．1：1D．9：l
  解析：本题是分析圆柱体的压强，可直接利用公式进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同，所以压强相同，选项C正确。
  答案：C
  

考点名称：重力的计算

• 重力的计算公式：
  物体所受的重力跟它的质量成正比，g=，G=mg。（g=9.8N/g）

• 重力与质量的区别和联系：
  

  		质量	重力
  区别	概念	物体所含物质的多少	由于地球吸引而使物体受到的力
  	符号	m	G
  	量性	只有大小，没有方向	既有大小，又有方向
  	单位	千克（kg）	牛顿（N）
  	与地理位置的关系	与位置无关	与位置有关
  	公式	m=ρV	G=mg
  	测量工具	天平	测力计
  联系	重力与质量的关系是G=mg（g=9.8N/kg）

• 重力加速度：
       重力加速度g的方向总是竖直向下的。在同一地区的同一高度，任何物体的重力加速度都是相同的。重力加速度的数值随海拔高度增大而减小。当物体距地面高度远远小于地球半径时，g变化不大。而离地面高度较大时，重力加速度g数值显著减小，此时不能认为g为常数。
       距离地面同一高度的重力加速度，也会随着纬度的升高而变大。由于重力是万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供了物体绕地轴作圆周运动所需要的向心力。物体所处的地理位置纬度越高，圆周运动轨道半径越小，需要的向心力也越小，重力将随之增大，重力加速度也变大。地理南北两极处的圆周运动轨道半径为0，需要的向心力也为0，重力等于万有引力，此时的重力加速度也达到最大。