Question

周末小刚帮妈妈从超市买回一桶食用油，油和桶总质量为4.5kg，他提着油桶走回家．从一楼匀速走到三楼，若每层楼高3m，他的体重为500N，每只脚与地面的接触面积约为200cm²，上楼所用的时间为10s．（g=10N/kg）
求：（1）小刚上楼的速度．
（2）小刚走路过程中对地面的压强．
（3）小刚上楼的总功率．

Answer

（1）已知从一楼水房提高到三楼的教室中的高度，和上楼所用的时间，利用v=求得小刚上楼的速度；
（2）小刚走路过程中对地面的压力等于人和油的总重力，已知每只脚与地面的接触面积，利用p=求得对地面的压强．
（3）小刚在上楼的过程中既要克服体重做功，又要克服桶和油重做功，首先求出总重力，再根据W=Gh求出总功，根据P=求出功率；
【解析】
（1）从一楼水房提高到三楼的教室中的高度h=2×3m=6m，t=10s，
小刚上楼的速度v===0.6m/s．
（2）F=G1=500N，小桶和油的总质量m=4.5kg，
小桶和油总重力：G=mg=4.5kg×10N/kg=45N，S=200cm2=2×10-2m2，
人和小桶、油的总重力：G总=G1+G=500N+45N=545N，
小刚走路过程中对地面的压强p===2.725×104Pa．
（3）根据（2）求得的人和小桶、油的总重力：G总=545N，
人上楼做的总功：W总=G总h=545N×6m=3270J，
在上楼过程中总功率：P===327W；
答：（1）小刚上楼的速度为0.6m/s．
（2）小刚走路过程中对地面的压强为2.725×104Pa．
（3）小刚上楼的总功率为327W．