Question

12．如圖所示是我國(guó)自主研發(fā)的四輪長(zhǎng)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)器人質(zhì)量為0.6t，每條履帶與地面的接觸面積為1000厘米²．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4.2×10⁴帕，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75千克，他雙腳跟冰面接觸面積為300厘米²，科考隊(duì)員能在冰面上安全行走嗎？

Answer 1

分析 （1）知道質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出機(jī)器人的重力；
（2）根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$求出機(jī)器人對(duì)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=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$求出科考隊(duì)員對(duì)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：G₁=m₁g=0.6×10³kg×10N/kg=6×10³N；
（2）機(jī)器人對(duì)冰面的壓力F₁=G₁=6×10³N，
機(jī)器人與冰面的接觸面積為S₁=4×1000cm²=4000cm²=0.4m²，
機(jī)器人對(duì)冰面的壓強(qiáng)：p₁=$\frac{{F}_{1}}{{S}_{1}}$=$\frac{6×1{0}^{3}N}{0.4{m}^{2}}$=1.5×10⁴Pa，
因?yàn)?.5×10⁴Pa＜4.2×10⁴Pa．
所以，該機(jī)器人能順利通過該冰面．                          
（3）科考隊(duì)員對(duì)冰面的壓力：F₂=G₂=m₂g=75kg×10N/kg=750N，
他雙腳跟冰面接觸面積為S₂=$\frac{1}{2}$×300cm²=150cm²=0.015m²
科考隊(duì)員對(duì)冰面的壓強(qiáng)：p₂=$\frac{{F}_{2}}{{S}_{2}}$=$\frac{750N}{0.015{m}^{2}}$=5×10⁴Pa，
因?yàn)?×10⁴Pa＞4.2×10⁴Pa，
所以，科考隊(duì)員不能在冰面上安全行走．
答：（1）機(jī)器人的重力為6×10³N；
（2）該機(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(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)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(duì)地面的壓力等于其重力是解決此題的關(guān)鍵．