Question

7．2014年12月27日，山东省菜阳市两位渔民在冰湖捕鱼时不慎落入冰窟，如图．随后被即将出国执行维和任务的某步兵营官兵通过“爬冰”方式成功营救上来．若此时有裂缝的冰面最多能承受的压强是200Pa，实施营救的战士体重60kg．问：
（1）战士通过“爬冰”的方式靠近落水渔民，目的是增大受力面积减小压强；
（2）战士爬冰时对冰面的压力等于行走时对冰面的压力（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）为了保证冰面不再碎裂，战士身下的木板（质量20kg）面积至少需要多大？

Answer 1

分析 （1）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积减小压强；
（2）在水平面上自由静止的物体所受的重力等于压力；
（3）由压强公式的变形公式计算与冰面的接触面积，然后答题．

解答 解：（1）“爬冰”是为了通过在压力一定时，增加受力面积从而减小压强．
（2）自由在水平冰面上的战士对冰面的压力始终等于战士的重力；重力不变，压力不变．
（3）人要能在冰面安全爬行，战士包括身下的木板总质量
m=m₁+m₂=60kg+40kg=100kg；
则对冰面的压力
F=G=mg=100kg×10N/kg=1000N；
根据$p=\frac{F}{s}$可以知道，为了保证冰面不再破裂，则木板的面积：
$s=\frac{F}{P}=\frac{1000N}{200Pa}=5{m}^{2}$．
故答案为：（1）增大受力面积减小压强；（2）等于；（3）为保证冰面不再碎裂，战士身下的木板（质量20kg）面积至少需要5m²．

点评 此题主要考查学生对重力的计算和压强的大小及其计算的理解和掌握，解答此题时要注意审题应完整仔细，不能漏掉任何信息，如括号里面的要求．