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五、计算题(每小题5分,共10分)
答案:
15. 当有人受困于淤泥中时,消防员常常会趴在淤泥地上,让受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离. 图甲模拟的是受困者双脚站立时的场景,图乙模拟的是消防员趴在淤泥地上的场景. 受困者的质量为50 kg,每只脚与地面的接触面积为200 cm². (g取10 N/kg)
(1)求受困者站在水平地面上时对地面的压强;
(2)当受困者完全伏在消防员背后后,消防员对地面的压强为2 400 Pa,消防员与地面的接触面积为0.5 m²,求消防员的质量.

(1)求受困者站在水平地面上时对地面的压强;
(2)当受困者完全伏在消防员背后后,消防员对地面的压强为2 400 Pa,消防员与地面的接触面积为0.5 m²,求消防员的质量.
答案:
解:
(1) 受困者站在水平地面上时对地面的压力
$F = G = mg = 50\ kg\times10\ N/kg = 500\ N$,
对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{500\ N}{2\times200\times10^{-4}\ m^{2}} = 1.25\times10^{4}\ Pa$;
(2) 消防员对地面的压力
$F' = p'S' = 2400\ Pa\times0.5\ m^{2} = 1200\ N$,
消防员和受困者的总重力
$G_{总}=F' = 1200\ N$,
消防员和受困者的总质量
$m_{总}=\frac{G_{总}}{g}=\frac{1200\ N}{10\ N/kg}=120\ kg$,
消防员的质量
$m' = m_{总}-m = 120\ kg - 50\ kg = 70\ kg$.
答:
(1) 受困者站在水平地面上时对地面的压强为$1.25\times10^{4}\ Pa$;
(2) 消防员的质量是 70 kg.
(1) 受困者站在水平地面上时对地面的压力
$F = G = mg = 50\ kg\times10\ N/kg = 500\ N$,
对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{500\ N}{2\times200\times10^{-4}\ m^{2}} = 1.25\times10^{4}\ Pa$;
(2) 消防员对地面的压力
$F' = p'S' = 2400\ Pa\times0.5\ m^{2} = 1200\ N$,
消防员和受困者的总重力
$G_{总}=F' = 1200\ N$,
消防员和受困者的总质量
$m_{总}=\frac{G_{总}}{g}=\frac{1200\ N}{10\ N/kg}=120\ kg$,
消防员的质量
$m' = m_{总}-m = 120\ kg - 50\ kg = 70\ kg$.
答:
(1) 受困者站在水平地面上时对地面的压强为$1.25\times10^{4}\ Pa$;
(2) 消防员的质量是 70 kg.
16. 建盏在宋代盛极一时,苏东坡《宋南屏谦师》诗曰:“忽惊午盏兔毫斑,打作春翁鹅儿酒.”如图所示是现代工艺师制作的兔毫釉建盏. 该盏重2 N,放在水平桌面上时与桌面的接触面积为5 cm². 往盏中倒入0.6 N水时,水深3 cm. (ρ水 =1.0×10³ kg/m³,g取10 N/kg)求:
(1)水对盏底的压强p1;
(2)盏底对水平桌面的压强p2.

(1)水对盏底的压强p1;
(2)盏底对水平桌面的压强p2.
答案:
解:
(1) 水对盏底的压强:
$p_{1}=\rho gh = 1.0\times10^{3}\ kg/m^{3}\times10\ N/kg\times3\times10^{-2}\ m = 300\ Pa$;
(2) 盏底对水平桌面的压力$F = G_{总}=2\ N + 0.6\ N = 2.6\ N$,
盏底对水平桌面的压强
$p_{2}=\frac{F}{S}=\frac{2.6\ N}{5\times10^{-4}\ m^{2}} = 5.2\times10^{3}\ Pa$.
答:
(1) 水对盏底的压强$p_{1}$为 300 Pa;
(2) 盏底对水平桌面的压强$p_{2}$为$5.2\times10^{3}\ Pa$.
(1) 水对盏底的压强:
$p_{1}=\rho gh = 1.0\times10^{3}\ kg/m^{3}\times10\ N/kg\times3\times10^{-2}\ m = 300\ Pa$;
(2) 盏底对水平桌面的压力$F = G_{总}=2\ N + 0.6\ N = 2.6\ N$,
盏底对水平桌面的压强
$p_{2}=\frac{F}{S}=\frac{2.6\ N}{5\times10^{-4}\ m^{2}} = 5.2\times10^{3}\ Pa$.
答:
(1) 水对盏底的压强$p_{1}$为 300 Pa;
(2) 盏底对水平桌面的压强$p_{2}$为$5.2\times10^{3}\ Pa$.
六、实验与探究题(第21题最后一空2分,其余每空1分,共24分)
答案:
17. 如图所示是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景.
(1)当物体处于________或匀速直线运动状态时,说明该物体受到的是平衡力.
(2)小华将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架的滑轮,选择小卡片的原因是__________(选填“需要”或“不需要”)考虑小卡片的重力;实验中通过调整______________,来改变拉力的大小.
(3)为探究平衡力是否在同一直线上,进行如下操作:当小卡片平衡后,将卡片旋转,松手后若卡片________(选填“能”或“不能”)平衡,则证明平衡力应在同一直线上.

(1)当物体处于________或匀速直线运动状态时,说明该物体受到的是平衡力.
(2)小华将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架的滑轮,选择小卡片的原因是__________(选填“需要”或“不需要”)考虑小卡片的重力;实验中通过调整______________,来改变拉力的大小.
(3)为探究平衡力是否在同一直线上,进行如下操作:当小卡片平衡后,将卡片旋转,松手后若卡片________(选填“能”或“不能”)平衡,则证明平衡力应在同一直线上.
答案:
(1) 静止
(2) 不需要 钩码的数量
(3) 不能
(1) 静止
(2) 不需要 钩码的数量
(3) 不能
18. 小刚发现同一辆汽车在柏油马路上容易停下来,而在冰雪路面上不容易停下来.
(1)由此小刚猜想:滑动摩擦力的大小可能与______________有关. 于是小刚利用长木板、毛巾、装有沙子的纸盒A、长方体物块B,以及弹簧测力计做了如图所示的实验;
(2)实验时用弹簧测力计水平拉动木块,使其做____________运动,根据________的知识,得出滑动摩擦力与拉力大小相等;
(3)小刚通过比较图________的弹簧测力计示数,可以验证他的猜想.

(1)由此小刚猜想:滑动摩擦力的大小可能与______________有关. 于是小刚利用长木板、毛巾、装有沙子的纸盒A、长方体物块B,以及弹簧测力计做了如图所示的实验;
(2)实验时用弹簧测力计水平拉动木块,使其做____________运动,根据________的知识,得出滑动摩擦力与拉力大小相等;
(3)小刚通过比较图________的弹簧测力计示数,可以验证他的猜想.
答案:
(1) 接触面的粗糙程度
(2) 匀速直线 二力平衡
(3) 甲、乙
(1) 接触面的粗糙程度
(2) 匀速直线 二力平衡
(3) 甲、乙
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