国庆上海彩车上东方明珠等上海地标性建筑都得到展现,如图所示.世博中国馆的上面吉祥物海宝正展开双臂招摇着 着.若海宝的质量为160千克,每只脚为0.4米2,中国馆的质量为1000千克,顶部的面积为12米2,四根柱子与花车的接触面积为2米2,试求:
(1)海宝对中国馆的压强是多大?这个压强相当于多少米水柱产生的压强?
(2)图中的世博中国馆对彩车的压强是多大?
(3)若在世博中国馆顶部放两个形状相同的海宝,且要求图中的世博中国馆对彩车的压强保持 不变,则定性完整分析对海宝和世博中国馆结构有何要求?
解:(1)海宝对中国馆的压强:
P====1960Pa;
产生的压强相当于水柱的高度:
h===0.2m.
答:海宝对中国馆的压强为1960Pa,这个压强相当于0.2米水柱产生的压强.
(2)世博中国馆对彩车的压强:
P′====5684Pa.
答:世博中国馆对彩车的压强为5684Pa.
(3)增加柱子与彩车的接触面积或选用密度更小的材料制作海宝.
(1)海宝对中国馆的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,根据P=求出对中国馆的压强;根据P=ρgh求出相当于多少米水柱产生的压强;
(2)世博中国馆对彩车的压力等于海宝和中国馆的重力,根据G=mg求出其大小,再根据P=求出世博中国馆对彩车的压强;
(3)放两个形状相同的海宝且要求世博中国馆对彩车的压强保持不变,根据P=可知应从增大受力面积和减小压力方面进行考虑.
点评:本题考查了固体重力的计算、液体压强的计算、压强的计算和公式的应用,关键是公式及其变形的应用,难点是求压强时受力面积的判断.