某动物保护组织采集到了野牛在水平沙地上站立时留下的脚印石蜡模型.经测量该石蜡模型的平均厚度为2cm,质量为450g;对该沙地进行抗压实验,发现使沙地达到相同深度的压强为2×105Pa(ρ蜡=0.9×103kg/m3).这头野牛在水平沙地上站立时与地面的接触面积是______;这头野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力是______;这头野牛的质量是______.

问题描述:

某动物保护组织采集到了野牛在水平沙地上站立时留下的脚印石蜡模型.经测量该石蜡模型的平均厚度为2cm,质量为450g;对该沙地进行抗压实验,发现使沙地达到相同深度的压强为2×105Pa(ρ=0.9×103kg/m3).这头野牛在水平沙地上站立时与地面的接触面积是______;这头野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力是______;这头野牛的质量是______.

(1)由ρ=

m
V
可得,
V=
m
ρ
=
450g
0.9g/cm3
=500cm3
牛一只脚与地面的接触面积:s=
500cm3
2cm
=250cm2
因野牛在水平沙地上站立时四脚着地,
所以野牛在水平沙地上站立时与地面的接触面积为:s=4×250cm2=1000cm2=0.1m2
(2)野牛站立时对地面的压力:由P=
F
S
得F=ps=2×105Pa×0.1m2=2×104N;
(3)在水平地面上,压力等于重力.由G=F得,m=
G
g
=
2×104N
10N/kg
=2000kg.
故答案为:0.1m2;2×104N;2000kg.
答案解析:(1)根据石蜡模型的质量和石蜡的密度可求出石蜡模型的体积,再除以平均厚度即为石蜡模型的面积,石蜡模型的面积即为这头野牛在水平沙地上站立时与地面的接触面积;
(2)根据沙地达到相同深度的压强为2×105Pa和这头野牛在水平沙地上站立时与地面的接触面积;
利用压强公式变形即可求出野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力.
(3)此时这头野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力即为其重力.利用G=mg变形即可求出这头野牛的质量.
考试点:压强的大小及其计算;压力及重力与压力的区别.
知识点:此题难易程度适中,解答时注意两点:一是野牛在水平沙地上站立时四脚着地,二是计算时要注意单位的统一,如质量为450g;则ρ=0.9×103kg/m3=0.9g/cm3