Question

4．學(xué)了力的知識后，我們知道力的作用是相互的，進(jìn)入高中后，我們將會進(jìn)一步學(xué)到“兩個物體間的相互作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上．”
（1）請你利用此結(jié)論推導(dǎo)：如圖所示靜止于水平地面上的物體，物體對地面的壓力與物體受到的重力大小相等，畫出推導(dǎo)過程中所有用到的力的示意圖．
（2）假如當(dāng)你靜止站在水平地面時．你的雙腳與水平地面接觸面積為400cm²．請你估算此時你對地面的壓強(qiáng)有多大？

Answer 1

分析 （1）物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，受到力平衡．二力平衡中兩個力大小相等．由二力平衡得到重力與支持力相等，由牛頓第三定律得到壓力等于支持力，從而得到物體對桌面壓力與物體重力大小相等．
（2）先估測自己的質(zhì)量，再根據(jù)G=mg求出自己的重力，對地面的壓力等于其重力，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出他對地面的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）證明：
如圖1所示，由于物體靜止（或于平衡狀態(tài)），所以物體受到的重力和支持力是一對平衡力，大小相等；
根據(jù)題意，如圖2所示，桌面對物體的支持力和物體對桌面的壓力是一對相互作用力，所以支持力與壓力大小相等；
因此物體對桌面的壓力和物體受到的重力大小相等．

（2）中學(xué)生的質(zhì)量約50kg，
中學(xué)生對地面的壓力：
F=G=mg=50kg×9.8N/kg=490N，
雙腳與地面的接觸面積：
S=400cm²=400×10^-4m²，
則對地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{490N}{400×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.225×10⁴Pa．
故答案為：（1）證明過程同上；（2）中學(xué)生對地面的壓強(qiáng)約1.225×10⁴Pa．

點(diǎn)評 （1）本題考查二力平衡的應(yīng)用及運(yùn)用物理知識的能力，難度不大．關(guān)鍵是運(yùn)用好二力平衡和牛頓第三定律找到壓力和重力與支持力的關(guān)系即可證明．
（2）此題主要考查的是學(xué)生對壓強(qiáng)計算公式的理解和掌握，知道他對地面的壓力等于其重力是解決此題的關(guān)鍵．