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物理必考某侦探组在沙滩上发现了嫌疑犯的脚印.他们采集了蜡制的脚印模型

更新时间:2024-01-18 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

某侦探组在沙滩上发现了嫌疑犯的脚印,他们采集了蜡制的脚印模型,测定脚印模型的平均厚度为2cm,质量为450g(ρ=0.9×103kg/m3)求:qyF物理好资源网(原物理ok网)

(1)嫌疑犯的脚印面积;qyF物理好资源网(原物理ok网)

(2)若把质量为2kg,底面积为10cm2的圆柱体立在沙滩上,沙下陷2cm,求嫌疑犯的质量?

试题答案

解:(1)ρ=0.9×103kg/m3=0.9g/cm3,由ρ=得:qyF物理好资源网(原物理ok网)

脚印体积为V===500cm3qyF物理好资源网(原物理ok网)

脚印的面积为:S===250cm2=0.025m2qyF物理好资源网(原物理ok网)

(2)圆柱体对沙滩的压力为:F=G=mg=2kg×9.8N/kg=19.6N;qyF物理好资源网(原物理ok网)

圆柱体的面积S=10cm2=0.001m2qyF物理好资源网(原物理ok网)

圆柱体对沙滩的压强为:qyF物理好资源网(原物理ok网)

P===19600Pa;qyF物理好资源网(原物理ok网)

由于圆柱体的沙陷程度与脚印的厚度相同,即压强相同;qyF物理好资源网(原物理ok网)

故嫌疑犯对沙滩的压强为P=P=19600Pa;qyF物理好资源网(原物理ok网)

嫌疑犯行走时是单脚着地,即受力面积为S=0.025m2qyF物理好资源网(原物理ok网)

∵P=,qyF物理好资源网(原物理ok网)

∴嫌疑犯对沙滩的压力为:qyF物理好资源网(原物理ok网)

F=PS=19600pa×0.025m2=490N;qyF物理好资源网(原物理ok网)

嫌疑犯的重力为G=F=490N;qyF物理好资源网(原物理ok网)

则嫌疑犯的质量为:m===50kg;qyF物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)嫌疑犯的脚印面积为0.025m2qyF物理好资源网(原物理ok网)

(2)嫌疑犯的质量50kg.qyF物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)利用蜡的密度和质量,可求出蜡的体积;再根据脚印模型的厚度,利用S=求出脚印面积;qyF物理好资源网(原物理ok网)

(2)压强表示压力的作用效果,嫌疑犯对沙滩的压强与圆柱体对沙滩的压强相等,先求出圆柱体对沙滩的压强,再根据压强公式变形得F=PS,求出嫌疑犯对沙滩的压力,再根据压力与重力的关系G=F,得到重力,进而求出嫌疑犯的质量m.qyF物理好资源网(原物理ok网)

点评:灵活运用密度的公式和固体压强公式,深入理解压强的物理意义是解答此题的关键.qyF物理好资源网(原物理ok网)

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