Question

18．如圖所示是我國自主研發的四輪長航程極地漫游機器人，科考隊員在附近遙控機器人，若機器人的質量為500kg，每條履帶與地面的接觸面積為1000cm²，（g=10N/kg）則：
（1）機器人的重力為多少？
（2）若南極某處冰面能承受的壓強為4.2×10⁴Pa，該機器人能順利通過該冰面嗎？
（3）如果科考隊員的質量為70kg，他雙腳跟冰面接觸面積為300cm²，科考隊員能在冰面上安全行走嗎？請計算說明．

Answer 1

分析 （1）知道機器人的質量，根據G=mg求出機器人的重力；
（2）機器人對冰面的壓力和自身的重力相等，受力面積為4條履帶與地面的接觸面積之和，根據p=$\frac{F}{S}$求出機器人對冰面的壓強，進行比較即可得出答案；
（3）知道質量，根據G=mg求出科考隊員的重力，行走時與冰面的接觸面積為單腳的面積，根據公式p=$\frac{F}{S}$求出科考隊員對冰面的壓強，進行比較即可得出答案．

解答 解（1）機器人的重力：
G=mg=500kg×10N/kg=5000N；
（2）機器人對冰面的壓力：
F=G=5000N，
機器人對冰面的壓強：
p_機器=$\frac{F}{S}$=$\frac{5000N}{4×1000×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.25×10⁴Pa，
因為p_機器＜p_冰，
所以，機器人可以順利通過；
（3）科考隊員對冰面的壓力：
F_人=G_人=m_人g=70kg×10N/kg=700N，
科考隊員在冰面上行走時，相當于單腳著地，冰面的受力面積：
S_人=$\frac{{S}_{人}′}{2}$=$\frac{300c{m}^{2}}{2}$=150cm²，
科考隊員對冰面的壓強：
p_人=$\frac{{F}_{人}}{{S}_{人}}$=$\frac{700N}{150×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=4.67×10⁴Pa，
因為p_人＞p_冰，
所以，人不能在冰面上行走．
答：（1）機器人的重力為5000N；
（2）若南極某處冰面能承受的壓強為4.2×10⁴Pa，機器人能順利通過該冰面；
（3）科考隊員不能在冰面上安全行走．

點評 本題主要考查的是學生對重力、壓力、壓強計算公式的理解和掌握，明確放在水平地面的物體對地面的壓力等于其重力是解決此題的關鍵．