Question

10．如圖小明同學體重為50kg，背著重為60N的書包，書包帶與小明的肩部接觸的總面積為0.03m²．求：
（1）書包帶對小明肩部的壓強．
（2）小明背著書包走到了三樓的教室，在這過程中他做的功．
（3）此過程小明用了20s，他做功的功率．

Answer 1

分析 （1）書包帶對小明肩部的壓力大小等于書包的重力，由p=$\frac{F}{S}$解題；
（2）上樓梯時，人須克服自身重力做功，由W=Gh求解；
（3）明確小明所做的功和完成功所用的時間，由P=$\frac{W}{t}$解題．

解答 解：
（1）書包帶對小明肩部的壓力：F=G_包=60N，
書包帶對小明肩部的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{60N}{0.03{m}^{2}}$=2000Pa；
（2）小明從1樓走到3樓，上升的高度h=2×3m=6m，
小明上樓梯時，要克服自身重力和書包的重力做功，
則在這過程中他做的功：
W=G_總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）書包帶對小明肩部的壓強為2000Pa；
（2）小明背著書包走到了三樓的課室，在這過程中他做的功3300J；
（3）小明做功的功率為165W．

點評 本題考查的是壓強、功及功率的計算，要理解做功的兩個必要因素，綜合性強，難度不大．