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科学兴趣小组的学生在野生动物园游玩时,发现了大象行走时留在平整沙地上的一串大小、深度基本相同的脚印,如何通过脚印来估测大象的质量呢?同学们找来平底圆柱形容器,将它放在脚印边同样的沙面上,不断往容器中装小钢珠,使容器
 
,然后又做了脚印的石膏模型.回到学校后测得该容器的底面积为10cm2,容器和小钢珠的总质量为25kg.把石膏模型放在一张纸片上画出脚印形状,剪下“脚印”,测得质量为40g.在同一张纸上剪下一块边长10cm的正方形,测出质量为5g.(g取10N/kg)
(1)利用平底圆柱形容器可以算出行走(两脚着地)时大象对地面的压强为
 
帕.
(2)大象的质量约为
 
kg.
分析:(1)力可以使物体发生形变,物体的形变量越大,力的作用效果越明显,实验中通过沙子的形变程度来显示压力作用效果;
(2)已知容器的底面积和容器和小钢珠的总质量,根据公式p=
F
S
可求行走时大象对地面的压强;
(3)同一张纸密度相同,厚度相同,已知边长10厘米的正方形纸片的质量,可求质量为40g时,脚印的面积,根据公式F=pS可求大象一个脚对地面的压力,进一步算出大象的重力,从而算出质量.
解答:解:(1)测量中,通过观察沙子发生形变程度来体现相同的压力作用效果,
所以将它放在脚印边同样的沙面上,不断往容器中装小钢珠,使容器陷入沙面的深度和脚印深度相等;
(2)容器和小钢珠的总重力:
G=mg=25kg×10N/kg=250N,
行走(两脚着地)时大象对地面的压强:
p=
F
S
=
G
S容器
=
250N
10×10-4m2
=2.5×105Pa;
(3)一块边长10厘米的正方形的面积:
S1=10cm×10cm=100cm2
∵质量为m1=5g,质量为m2=40g的纸片的面积也就是大象一个脚印的面积S
∴ρ=
m1
S1h
=
m2
Sh

所以大象一个脚印的面积为:
S=
m2S1
m1
=
40g×100cm2
5g
=800cm2=0.08m2
∵大象行走时两只脚着地,
∴大象对地面的压力等于大象的重力,
即G=F=2pS=2×2.5×105Pa×0.08m2=40000N,
大象的质量为:
m=
G
g
=
40000N
10N/kg
=4000kg.
故答案为:陷入沙面的深度和脚印深度相等;(1)2.5×105;(2)4000.
点评:本题考查压强和质量的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上压力等于物体自身的重力,最容易出错的是大象行走时是两只脚着地,不是四只脚,解题过程中要注意单位的换算.
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(1)利用平底圆柱形容器可以算出行走(两脚着地)时大象对地面的压强为
 
帕.
(2)大象的质量约为
 
千克.

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(1)利用平底圆柱形容器可以算出行走(两脚着地)时大象对地面的压强为
250000
250000
帕.
(2)大象的质量约为
4000
4000
千克.

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科目:初中物理 来源:2012届江苏省盐城中学九年级中考模拟二物理试卷(带解析) 题型:填空题

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