Question

18．如图所示是我国自主研发的四轮长航程极地漫游机器人，科考队员在附近遥控机器人，若机器人的质量为500kg，每条履带与地面的接触面积为1000cm²，（g=10N/kg）则：
（1）机器人的重力为多少？
（2）若南极某处冰面能承受的压强为4.2×10⁴Pa，该机器人能顺利通过该冰面吗？
（3）如果科考队员的质量为70kg，他双脚跟冰面接触面积为300cm²，科考队员能在冰面上安全行走吗？请计算说明．

Answer 1

分析 （1）知道机器人的质量，根据G=mg求出机器人的重力；
（2）机器人对冰面的压力和自身的重力相等，受力面积为4条履带与地面的接触面积之和，根据p=$\frac{F}{S}$求出机器人对冰面的压强，进行比较即可得出答案；
（3）知道质量，根据G=mg求出科考队员的重力，行走时与冰面的接触面积为单脚的面积，根据公式p=$\frac{F}{S}$求出科考队员对冰面的压强，进行比较即可得出答案．

解答 解（1）机器人的重力：
G=mg=500kg×10N/kg=5000N；
（2）机器人对冰面的压力：
F=G=5000N，
机器人对冰面的压强：
p_机器=$\frac{F}{S}$=$\frac{5000N}{4×1000×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.25×10⁴Pa，
因为p_机器＜p_冰，
所以，机器人可以顺利通过；
（3）科考队员对冰面的压力：
F_人=G_人=m_人g=70kg×10N/kg=700N，
科考队员在冰面上行走时，相当于单脚着地，冰面的受力面积：
S_人=$\frac{{S}_{人}′}{2}$=$\frac{300c{m}^{2}}{2}$=150cm²，
科考队员对冰面的压强：
p_人=$\frac{{F}_{人}}{{S}_{人}}$=$\frac{700N}{150×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=4.67×10⁴Pa，
因为p_人＞p_冰，
所以，人不能在冰面上行走．
答：（1）机器人的重力为5000N；
（2）若南极某处冰面能承受的压强为4.2×10⁴Pa，机器人能顺利通过该冰面；
（3）科考队员不能在冰面上安全行走．

点评 本题主要考查的是学生对重力、压力、压强计算公式的理解和掌握，明确放在水平地面的物体对地面的压力等于其重力是解决此题的关键．