Question

7．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，他每只脚跟冰面的接触面积为150cm²，科考队员能在冰面上安全行走吗？

Answer 1

分析 （1）已知机器人的质量可求得其重力，机器人对水平地面的压力等于本身的重力；
（2）受力面积为四条履带的总面积，根据公式p=$\frac{F}{S}$求机器人对冰面的压强，与冰面能承受的压强比较可知能否通过；
（3）根据公式p=$\frac{F}{S}$求人对冰面的压强，与冰面能承受的压强比较可知能否通过．

解答 解
（1）机器人的重力：G=mg=500kg×10N/kg=5000N；
（2）机器人对冰面的压强：
p_机器=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{{S}_{总}}$=$\frac{5000N}{4×1000×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=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=150cm²=150×10^-4m²，
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，最容易出错的是受力面积的计算（四轮与冰面的接触的面积）．