Question

2011年2月21日，“雪龍”號極地考察船抵近南極中山站，考察船與中山站之間是一層海冰．科考隊員打算駕駛履帶車駛過冰層前往中山站，載人履帶車的質量為25t，每條履帶與冰面的接觸面積為2m²．為探測冰層的承受極限，科考隊員把質量為280kg、底面積為4000cm²的鋼錠壓在水平冰層上，冰層恰好處于極限狀態（有微小裂縫但無明顯破裂）．問：
（1）冰層能承受的極限壓強是多少？（g恒取10N/kg）
（2）通過計算判斷履帶車能否安全駛過冰層？

Answer 1

分析：（1）已知鋼錠質量，根據公式G=mg可求鋼錠的重力；鋼錠對冰層的壓力等于鋼錠的重力；根據公式P=

F

S

可求冰層能承受的極限壓強；
（2）已知履帶車的質量，根據公式G=mg可求履帶車的重力；履帶車對冰層的壓力等于履帶車的重力；根據公式P=

F

S

可求履帶車對冰層的壓強；再與冰層能承受的極限壓強相比較即可得出結論．

解答：解：（1）冰層能承受的極限壓強P_大=

F鋼

S鋼

=

G鋼

S鋼

=

m鋼g

S鋼

=

280kg×10N/kg

4000×10-4m2

=7000Pa；
答：冰層能承受的極限壓強是7000Pa．
（2）履帶車對冰層的壓強P=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

25000kg×10N/kg

2×2m2

=62500Pa＞7000Pa；
所以履帶車不能安全駛過冰層．
答：履帶車不能安全駛過冰層．

點評：本題考查壓強的計算，關鍵是公式的應用，要知道在水平面上物體對水平面的壓力等于物體自身的重力，解題過程中要注意單位的換算．