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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、...

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,使容器陷入沙面的深度和脚印深度相等,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10厘米2,容器和小钢珠的总质量为25千克.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40克.在同一张纸上剪下一块边长10厘米的正方形,测出质量为5克.(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______千克.
(1)已知容器的底面积和容器和小钢珠的总质量,根据公式P=可求行走时大象对地面的压强. (2)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. 【解析】 (1)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为P====250000Pa. (2)一块边长10厘米的正方形的面积为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脚,因为ρ==, 所以大象一个脚印的面积为S脚===800cm2=0.08m2, 大象行走时两只脚着地, 所以大象对地面的压力等于大象的重力,F压=G象=2PS脚=2×250000Pa×0.08m2=40000N 大象的质量为m===4000kg. 故答案为:250000;4000.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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