Question

5．为充分利用时间锻炼身体，小明同学坚持每天步行上学，已知小明的质量为50千克，每只球鞋接触地面的面积约为200厘米²，书包的质量为5千克，试求：
（1）小明同学受到的重力是多少？
（2）当小明背起书包站在地面上时，脚对地面的压强约为多大？
（3）当小明背起书包开始步行时，脚对地面的压强将增大（填“增大”或“减小”）

Answer 1

分析 （1）知道小明同学的质量，利用G=mg求其重力；
（2）知道书包的质量，利用G=mg求书包受到的重力；当小明背起书包站在地面上时，脚对地面的压力等于小明和书包的总重力，求出受力面积（两只脚着地），再利用p=$\frac{F}{S}$求当小明背起书包站在地面上时，脚对地面的压强；
（3）当小明背起书包开始步行时，脚对地面的压力不变，受力面积减小，利用p=$\frac{F}{S}$分析脚对地面的压强变化．

解答 解：
（1）小明同学受到的重力：
G₁=m₁g=50kg×9.8N/kg=490N；
（2）书包受到的重力：
G₂=m₂g=5kg×9.8N/kg=49N；
当小明背起书包站在地面上时，脚对地面的压力：
F=G₁+G₂=490N+49N=539N，
受力面积：
S=200cm²×2=400cm²=0.04m²，
当小明背起书包站在地面上时，脚对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{539N}{0.04{m}^{2}}$=13475Pa；
（3）当小明背起书包开始步行时，脚对地面的压力不变，仍等于人和书包的总重力，但变为一只脚着地，受力面积减小，由p=$\frac{F}{S}$可知脚对地面的压强增大．
故答案为：
（1）小明同学受到的重力是490N；
（2）当小明背起书包站在地面上时，脚对地面的压强约为13475Pa；
（3）增大．

点评 本题考查了重力、压强的计算，还涉及到压强变化分析，要明确：人站立时是两只脚着地，行走时一只脚着地．