Question

【題目】學(xué)校新進(jìn)了一批實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)操作考試，同學(xué)們幫忙搬運(yùn)，小明背著10kg的實(shí)驗(yàn)器材從一樓走到三樓的實(shí)驗(yàn)室。已知小明自身質(zhì)量為50kg，每只腳與地面的接觸面積為150cm2，每層樓高為3m。（g取10N/kg）求：

（1）小明背著實(shí)驗(yàn)器材站立時(shí)對水平地面的壓強(qiáng)。

（2）小明搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)器材做功的效率（精確到1%）。

Answer 1

【答案】（1）2×104Pa（2）17%

【解析】

（1）小明背著實(shí)驗(yàn)器材站立時(shí)對水平地面的壓力等于自身和實(shí)驗(yàn)器材的重力之和，根據(jù)G＝mg求出其大小，受力面積為兩支腳與地面的接觸面積，根據(jù)p＝，求出對地面的壓強(qiáng)；（2）一樓到三樓的高度為兩層樓的高度，根據(jù)W＝Gh＝mgh求出小明搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)器材做的有用功和總功，然后利用效率公式計(jì)算效率．

(1)小明背著實(shí)驗(yàn)器材站立時(shí)對水平地面的壓力：

F＝G總＝G人+G器材＝(m人+m器材)g＝(50kg+10kg)×10N/kg＝600N，

對地面的壓強(qiáng)：p＝＝2×104Pa；

(2)從一樓走到三樓，上升的高度：h＝2×3m＝6m，小明搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)器材做的有用功：W有用＝G器材h＝m器材gh＝10kg×10N/kg×6m＝600J；總功：W總＝G總h＝600N×6m＝3600J，則小明搬運(yùn)實(shí)驗(yàn)器材做功的效率：η＝×100%＝×100%≈17%.