Question

7．2014年12月27日，山東省菜陽市兩位漁民在冰湖捕魚時不慎落入冰窟，如圖．隨后被即將出國執行維和任務的某步兵營官兵通過“爬冰”方式成功營救上來．若此時有裂縫的冰面最多能承受的壓強是200Pa，實施營救的戰士體重60kg．問：
（1）戰士通過“爬冰”的方式靠近落水漁民，目的是增大受力面積減小壓強；
（2）戰士爬冰時對冰面的壓力等于行走時對冰面的壓力（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）為了保證冰面不再碎裂，戰士身下的木板（質量20kg）面積至少需要多大？

Answer 1

分析 （1）減小壓強的方法：在壓力一定時，增大受力面積減小壓強；
（2）在水平面上自由靜止的物體所受的重力等于壓力；
（3）由壓強公式的變形公式計算與冰面的接觸面積，然后答題．

解答 解：（1）“爬冰”是為了通過在壓力一定時，增加受力面積從而減小壓強．
（2）自由在水平冰面上的戰士對冰面的壓力始終等于戰士的重力；重力不變，壓力不變．
（3）人要能在冰面安全爬行，戰士包括身下的木板總質量
m=m₁+m₂=60kg+40kg=100kg；
則對冰面的壓力
F=G=mg=100kg×10N/kg=1000N；
根據$p=\frac{F}{s}$可以知道，為了保證冰面不再破裂，則木板的面積：
$s=\frac{F}{P}=\frac{1000N}{200Pa}=5{m}^{2}$．
故答案為：（1）增大受力面積減小壓強；（2）等于；（3）為保證冰面不再碎裂，戰士身下的木板（質量20kg）面積至少需要5m²．

點評 此題主要考查學生對重力的計算和壓強的大小及其計算的理解和掌握，解答此題時要注意審題應完整仔細，不能漏掉任何信息，如括號里面的要求．