题目内容

15.当代著名作家冯骥才曾经四次登泰山,并写下了散文《挑山工》,他说:“青年时代,是挑山工给了我巨大的激励,并贯穿我的一生”在泰山上,随处都可以碰到挑山工.他们肩上搭一根光溜溜的扁担,扁担两头的绳子挂着沉甸甸的货物.登山的时候.他们一只胳膊搭在扁担上,另一只胳膊随着步子有节奏地一甩一甩.使身体保持平衡,游人不经意间被挑山工轻盈超越,留给众人坚毅的背影.如图为一名泰山挑山工在挑货前行.若体重为60kg的挑山工挑的货物总重为50kg,每只脚掌的面积为200cm2,该挑山工从山脚下挑货到南天门共用4h,攀登的高度为1500m.(g=10N/kg)求:

(1)挑山工挑货前行时对地面的压强;
(2)挑山工克服重力做的功及做功的平均功率(结果保留整数).

分析 (1)挑山工挑货前行时对地面的压力等于自身和货物的重力之和,根据F=G=mg求出其大小,根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强;
(2)根据W=Gh=mgh求出挑山工克服重力做的功,根据P=$\frac{W}{t}$求出做功的平均功率.

解答 解:(1)挑山工挑货前行时对地面的压力:
F=G=(m人+m货)g=(60kg+50kg)×10N/kg=1100N,
对地面的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1100N}{200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=5.5×104Pa;
(2)山工克服重力做的功:
W=Gh=1100N×1500m=1.65×106J,
做功的平均功率:
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.65×1{0}^{6}J}{4×3600s}$≈115W.
答:(1)挑山工挑货前行时对地面的压强为5.5×104Pa;
(2)挑山工克服重力做的功为1.65×106J,做功的平均功率为115W.

点评 本题考查了重力公式、压强公式、做功公式、功率公式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等,要注意挑山工在挑货前行时受力面积为一只脚掌的面积.

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