Question

（2010?崇明縣二模）國(guó)慶上海彩車上東方明珠等上海地標(biāo)性建筑都得到展現(xiàn)，如圖所示．世博中國(guó)館的上面吉祥物海寶正展開(kāi)雙臂招搖著 著．若海寶的質(zhì)量為160千克，每只腳為0.4米²，中國(guó)館的質(zhì)量為1000千克，頂部的面積為12米²，四根柱子與花車的接觸面積為2米²，試求：
（1）海寶對(duì)中國(guó)館的壓強(qiáng)是多大？這個(gè)壓強(qiáng)相當(dāng)于多少米水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)？
（2）圖中的世博中國(guó)館對(duì)彩車的壓強(qiáng)是多大？
（3）若在世博中國(guó)館頂部放兩個(gè)形狀相同的海寶，且要求圖中的世博中國(guó)館對(duì)彩車的壓強(qiáng)保持 不變，則定性完整分析對(duì)海寶和世博中國(guó)館結(jié)構(gòu)有何要求？

Answer 1

分析：（1）海寶對(duì)中國(guó)館的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，根據(jù)P=

F

S

求出對(duì)中國(guó)館的壓強(qiáng)；根據(jù)P=ρgh求出相當(dāng)于多少米水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)；
（2）世博中國(guó)館對(duì)彩車的壓力等于海寶和中國(guó)館的重力，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)P=

F

S

求出世博中國(guó)館對(duì)彩車的壓強(qiáng)；
（3）放兩個(gè)形狀相同的海寶且要求世博中國(guó)館對(duì)彩車的壓強(qiáng)保持不變，根據(jù)P=

F

S

可知應(yīng)從增大受力面積和減小壓力方面進(jìn)行考慮．

解答：解：（1）海寶對(duì)中國(guó)館的壓強(qiáng)：
P=

F

S

=

mg

S

=

160kg×9.8N/kg

2×0.4m2

=1960Pa；
產(chǎn)生的壓強(qiáng)相當(dāng)于水柱的高度：
h=

P

ρg

=

1960Pa

1.0×103kg/m3×9.8N/kg

=0.2m．
答：海寶對(duì)中國(guó)館的壓強(qiáng)為1960Pa，這個(gè)壓強(qiáng)相當(dāng)于0.2米水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)．
（2）世博中國(guó)館對(duì)彩車的壓強(qiáng)：
P′=

F′

S′

=

(m+M)g

S′

=

(1000kg+160kg)×9.8N/kg

2m2

=5684Pa．
答：世博中國(guó)館對(duì)彩車的壓強(qiáng)為5684Pa．
（3）增加柱子與彩車的接觸面積或選用密度更小的材料制作海寶．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了固體重力的計(jì)算、液體壓強(qiáng)的計(jì)算、壓強(qiáng)的計(jì)算和公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，難點(diǎn)是求壓強(qiáng)時(shí)受力面積的判斷．