Question

10．如图小明同学体重为50kg，背着重为60N的书包，书包带与小明的肩部接触的总面积为0.03m²．求：
（1）书包带对小明肩部的压强．
（2）小明背着书包走到了三楼的教室，在这过程中他做的功．
（3）此过程小明用了20s，他做功的功率．

Answer 1

分析 （1）书包带对小明肩部的压力大小等于书包的重力，由p=$\frac{F}{S}$解题；
（2）上楼梯时，人须克服自身重力做功，由W=Gh求解；
（3）明确小明所做的功和完成功所用的时间，由P=$\frac{W}{t}$解题．

解答 解：
（1）书包带对小明肩部的压力：F=G_包=60N，
书包带对小明肩部的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{60N}{0.03{m}^{2}}$=2000Pa；
（2）小明从1楼走到3楼，上升的高度h=2×3m=6m，
小明上楼梯时，要克服自身重力和书包的重力做功，
则在这过程中他做的功：
W=G_总h=（G_包+G_人）h=（G_包+m_人g）h=（60N+50kg×9.8N/kg）×6m=3300J；
（3）小明做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3300J}{20s}$=165W．
答：（1）书包带对小明肩部的压强为2000Pa；
（2）小明背着书包走到了三楼的课室，在这过程中他做的功3300J；
（3）小明做功的功率为165W．

点评 本题考查的是压强、功及功率的计算，要理解做功的两个必要因素，综合性强，难度不大．