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.

问题描述:

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)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=FS=GS容器=250N10×10−4m2=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m...
答案解析:(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=

F
S
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.
考试点:压强的大小及其计算;密度公式的应用.

知识点:本题考查压强和质量的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上压力等于物体自身的重力,最容易出错的是大象行走时是两只脚着地,不是四只脚,还考查学生对所学问题举一反三的能力.