题目内容

18．一辆质量为50t的坦克（如图a）停在水平地面上，它的每条履带与地面的接触面积是l.5m2．一颗图钉尖的面积是0.05mm2，手指对图钉帽的压力是20N（图b）．
（1）静止在水平地面上的坦克对地面的压力和地面对坦克的支持力是一对相互作用力，实验表明，两个物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反．试推证：坦克对地面的压力F与坦克受到的重力G大小相等．
（2）试通过计算说明为什么坦克不会压坏地面而图钉尖会压坏墙面．

分析 （1）已知坦克的质量，可求得其重力；
（2）坦克对水平地面的压力等于本身的重力，根据公式p=$\frac{F}{S}$可求压强；
（3）图钉所受压力除以受力面积算出图钉对墙的压强．

解答 解：（1）由于坦克静止（或于平衡状态），所以坦克受到的重力和支持力是一对平衡力，大小相等，即G=N；
根据题意，地面对坦克的支持力和坦克对地面的压力大小相等，即N=F；
因此坦克对地面的压力和坦克受到的重力大小相等，即F=G．
（2）先求坦克对地面的压强
坦克对地面的压力：F1=G=m1g=5×104kg×10N/kg=5×105N；
坦克通过两条履带与地面的接触，地面的受力面积：S1=2×1.5m2=3m2；
坦克对地面的压强：p1=$\frac{{F}_{1}}{{S}_{1}}$=$\frac{5×1{0}^{5}N}{3{m}^{2}}$≈1.67×105Pa；
再求图钉尖对墙面的压强
墙所受的压力：F2=20N；
墙的受力面积：S2=0.05mm2=5×l0-8m2；
图钉尖对墙面的压强：p2=$\frac{{F}_{2}}{{S}_{2}}$=$\frac{20N}{5×1{0}^{-8}{m}^{2}}$=4×108Pa；
由比较可知，图钉虽小，但是它对墙面的压强远大于坦克对地面的压强，所以坦克不会压坏地面而图钉尖会压坏墙面．
答：（2）坦克不会压坏地面而图钉尖会压坏墙面．

点评 本题考查压力和压强的计算，关键是知道在水平地面上压力等于物体重力，最容易出错的是坦克与水平地面的接触面积，本题给出的是履带与地面接触的总面积，图钉所受压力除以受力面积算出图钉对墙的压强，再比较．

练习册系列答案
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8．开门时，推门把手的位置，门比较容易被打开，这说明力的作用效果与（　　）
A．力的大小有关B．力的作用点有关C．力的方向有关D．受力面积有关
9．在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，同学们提出了以下几种猜想：
A．与物体间压力的大小有关
B．与物体接触面的粗糙程度有关；
C．与物体接触面的压力大小有关
为了探究各种猜想是否正确，他们找来了量程合适的弹簧测力计一个、长木板两块（一块较光滑，另一块粗糙）、长方体木块一块（带有挂钩，各个表面的粗糙程度相同）、钩码一盒．
（1）要探究他们的猜想，首先要解决的是如何测量滑动摩擦力．经过讨论，大脚认为：要测出木块与长木板之间滑动摩擦力的大小，利用二力平衡的原理，可用弹簧测力计拉着木块沿水平长木板作匀速直线运动．

（2）上图是同学们做实验时的情景，通过图甲、乙所示的实验，可以探究猜想B是否正确．通过实验结果得出结论：在压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
6．斧头松了，李大伯把斧柄的一端在树墩上撞击几下，斧头就牢牢地套在斧柄上了，这是由于斧头具有惯性 的缘故．李大伯摸摸斧柄觉得有点热，这是于做功使斧柄的内能增加的．
13．水平杆上有两个小球，如图所示，两个小球保持静止，当向两个小球之间吹气，两个小球将靠拢（选填“靠拢”或“分开”），这是由于两个小球之间的空气流速变大，压强变小的缘故．（选填“变大”或“变小”）
3．用力的示意图画出图中小球对墙面的压力．
10．如图所示的装置，抽气前气球内气体压强等于大气压；抽气时玻璃瓶内的气球在膨胀，说明气球内气体压强大于玻璃瓶内气体压强，从而推测此时瓶内的气体压强小于大气压（选填“大于”、“等于”、“小于”）
7．物体重8N，用弹簧测力计吊着浸没在盐水中静止时示数为3N，此时物体所受浮力为（　　）
A．5NB．3NC．8ND．11N
8．如图所示，物体重30N，用50N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止，则物体所受的摩擦力是30N；若该物体在40N的水平拉力F乙作用下，沿水平桌面匀速向右运动，则物体所受的摩擦力是40N，乙图中物体与水平桌面的接触面积是0.01m2，则水平桌面受到的压强是3000pa．

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