Question

【題目】學校新進了一批實驗器材準備實驗操作考試，同學們幫忙搬運，小明背著10kg的實驗器材從一樓走到三樓的實驗室。已知小明自身質量為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）小明背著實驗器材站立時對水平地面的壓強。

（2）小明搬運實驗器材做功的效率（精確到1%）。

Answer 1

【答案】（1）2×104Pa（2）17%

【解析】

（1）小明背著實驗器材站立時對水平地面的壓力等于自身和實驗器材的重力之和，根據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p＝，求出對地面的壓強；（2）一樓到三樓的高度為兩層樓的高度，根據W＝Gh＝mgh求出小明搬運實驗器材做的有用功和總功，然后利用效率公式計算效率．

(1)小明背著實驗器材站立時對水平地面的壓力：

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：p＝＝2×104Pa；

(2)從一樓走到三樓，上升的高度：h＝2×3m＝6m，小明搬運實驗器材做的有用功：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，則小明搬運實驗器材做功的效率：η＝×100%＝×100%≈17%.