Question

4．新春正月泉城蓝，小田到泉城广场附近观看传统表演--踩高跷，制作高跷需采用硬度大、弹性好的优质木材，一根“高跷”的长度约1.4m，着地面积为12cm²，如图所示，演员的质量约为60kg，不计“高跷”的质量，取g=10N/kg，通过计算回答：
（1）演员踩高跷表演时对水平地面的压力是多少？
（2）如图演员“金鸡独立”时对地面的压强是多少？
（3）若演员表演完“金鸡独立”后两只脚同时着地，对地面的压强如何变化？为什么？

Answer 1

分析 （1）不计“高跷”的质量，演员踩高跷表演时对水平地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小；
（2）演员“金鸡独立”时受力面积为一根“高跷”的着地面积，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（3）演员表演完“金鸡独立”后两只脚同时着地时，对地面的压力不变，受力面积变大，根据p=$\frac{F}{S}$可知对地面压强的变化．

解答 解：（1）不计“高跷”的质量，演员踩高跷表演时对水平地面的压力：
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N；
（2）演员“金鸡独立”时，对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{12×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=5×10⁵Pa；
（3）演员表演完“金鸡独立”后两只脚同时着地时，对地面的压力不变，受力面积变大，
由p=$\frac{F}{S}$可知，对地面的压强变小．
答：（1）演员踩高跷表演时对水平地面的压力是600N；
（2）如图演员“金鸡独立”时对地面的压强是5×10⁵Pa；
（3）若演员表演完“金鸡独立”后两只脚同时着地，对地面的压强变小，原因是压力不变，受力面积变大．

点评 本题考查了压力和压强的计算以及压强公式的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等，要注意单位的换算．