Question

2010年底宜昌市中心城區主干道路改造基本完成．小明發現，為了方便對埋在地下的水電氣管網進行維護，施工時工人在人行道路面上先墊了一些沙子和碎石，再在上面鋪上硬質的大理石地磚，所有地磚上都有粗糙的條紋，其中還有些地磚上有凸起的棱，這就是為了方便盲人行走的盲道，如圖所示．請你用物理知識解釋：
（1）地磚上有粗糙的條紋起什么作用？
（2）盲人為什么能通過腳底的感覺來判斷盲道？
（3）某盲人的體重為60kg，在盲道上雙腳觸地面積為0.03m²，則當他行走時，每只腳對地的壓強是多少？

Answer 1

解：（1）所有地磚上都有粗糙的條紋，是在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度，從而增大摩擦力，防止行人摔倒．
（2）盲道地磚上有凸起的棱，盲人腳接觸到的盲道地面上的凸起，減小了腳的受力面積，壓力一定時，增大了腳受到的壓強，盲人可從這一感覺來判斷盲道．
（3）人對地面的壓力：F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
人走路時受力面積為：S=×0.03m²=0.015m²，
P===4×10⁴Pa．
答：盲人在盲道上行走時，每只腳對地的壓強是4×10⁴Pa．
分析：（1）從摩擦力大小的影響因素考慮，摩擦力大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，在壓力一定時，摩擦力越粗糙，摩擦力越大；在接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，摩擦力越大．
（2）從壓強大小的影響因素考慮，壓強大小跟壓力大小和受力面積大小有關，在壓力一定時，受力面積越大，壓強越大；在受力面積一定時，壓力越大，壓強越大．
（3）知道人的質量，根據G=mg求出人的重力，
人站在水平地面上，對地面的壓力等于人的重力，
人站立時是雙腳著地，走路時是一只腳著地，求出人走路時的受力面積，
知道壓力和受力面積，根據p=求出人行走時對地面的壓強．
點評：人站立時是雙腳著地，走路時是一只腳著地，這點學生容易忽略．
摩擦力大小和壓強的大小的影響因素很相似，容易混淆，注意區分．