Question

【题目】学校新进了一批实验器材准备实验操作考试，同学们帮忙搬运，小明背着10kg的实验器材从一楼走到三楼的实验室。已知小明自身质量为50kg，每只脚与地面的接触面积为150cm2，每层楼高为3m。（g取10N/kg）求：

（1）小明背着实验器材站立时对水平地面的压强。

（2）小明搬运实验器材做功的效率（精确到1%）。

Answer 1

【答案】（1）2×104Pa（2）17%

【解析】

（1）小明背着实验器材站立时对水平地面的压力等于自身和实验器材的重力之和，根据G＝mg求出其大小，受力面积为两支脚与地面的接触面积，根据p＝，求出对地面的压强；（2）一楼到三楼的高度为两层楼的高度，根据W＝Gh＝mgh求出小明搬运实验器材做的有用功和总功，然后利用效率公式计算效率．

(1)小明背着实验器材站立时对水平地面的压力：

F＝G总＝G人+G器材＝(m人+m器材)g＝(50kg+10kg)×10N/kg＝600N，

对地面的压强：p＝＝2×104Pa；

(2)从一楼走到三楼，上升的高度：h＝2×3m＝6m，小明搬运实验器材做的有用功：W有用＝G器材h＝m器材gh＝10kg×10N/kg×6m＝600J；总功：W总＝G总h＝600N×6m＝3600J，则小明搬运实验器材做功的效率：η＝×100%＝×100%≈17%.