题目内容

14.1969年7月20日晚10点56分,阿姆斯特从“鹰“号登录器舱体的最低一级伸出了穿着靴子的左脚登上月球表面,他在月球表面行走时踩下了人类在月球上的第一个脚印.接着阿姆斯特朗说出了那句注定传世的话:“这是个人的一小步,是人类的一大步.”小华珍藏了一个与实际大小相同的铜制模型.他向铜制鞋印里注满了水,共注入120g水,并通过查阅资料了解到当时这个鞋印平均深度为0.4cm,在月球上踏出相同深度压强为7000Pa.g取10N/kg.
(1)这个脚印的面积;
(2)此时阿姆斯特朗对月球表面的压力;
(3)小华还知道:物体在月球表面受到的重力大约是在地球表面的$\frac{1}{6}$,请计算出阿姆斯特朗及其随身装备的总质量.

分析 (1)根据V=$\frac{m}{ρ}$计算出脚印的体积,由S=$\frac{V}{h}$计算出脚印的面积;
(2)根据F=pS计算出对月球表面的压力;
(3)根据G=6F计算出物体的重力,由m=$\frac{G}{g}$计算出总质量.

解答 解:(1)由ρ=$\frac{m}{V}$得,脚印的体积:
V=V水=$\frac{m}{{ρ}_{水}}$=$\frac{120g}{1g/c{m}^{3}}$=120cm3;
脚印的面积为:
S=$\frac{V}{h}$=$\frac{120c{m}^{3}}{0.4cm}$=300cm2;
(2)由p=$\frac{F}{S}$得,阿姆斯特朗对月球表面的压力:
F=pS=7000Pa×300×10-4m2=210N;
(3)由题意知,G月=F=210N,且G月=$\frac{1}{6}$G,则G=6G月=6F=6×210N=1260N;
由G=mg得:
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1260N}{10N/kg}$=126kg.
答:(1)这个脚印的面积为300cm2;
(2)此时阿姆斯特朗对月球表面的压力为210N;
(3)阿姆斯特朗及其随身装备的总质量为126kg.

点评 本题考查了压强及密度公式的应用,掌握基本公式的同时,要注意公式变形应用.

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