2010年底宜昌市中心城区主干道路改造基本完成.小明发现,为了方便对埋在地下的水电气管网进行维护,施工时工人在人行道路面上先垫了一些沙子和碎石,再在上面铺上硬质的大理石地砖,所有地砖上都有粗糙的条纹,其中还有些地砖上有凸起的棱,这就是为了方便盲人行走的盲道,如图所示.请你用物理知识解释:
(1)地砖上有粗糙的条纹起什么作用?
(2)盲人为什么能通过脚底的感觉来判断盲道?
(3)某盲人的体重为60kg,在盲道上双脚触地面积为0.03m2,则当他行走时,每只脚对地的压强是多少?
网友回答
解:(1)所有地砖上都有粗糙的条纹,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,从而增大摩擦力,防止行人摔倒.
(2)盲道地砖上有凸起的棱,盲人脚接触到的盲道地面上的凸起,减小了脚的受力面积,压力一定时,增大了脚受到的压强,盲人可从这一感觉来判断盲道.
(3)人对地面的压力:F=G=mg=60kg×10N/kg=600N,
人走路时受力面积为:S=×0.03m2=0.015m2,
P===4×104Pa.
答:盲人在盲道上行走时,每只脚对地的压强是4×104Pa.
解析分析:(1)从摩擦力大小的影响因素考虑,摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,在压力一定时,摩擦力越粗糙,摩擦力越大;在接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大.(2)从压强大小的影响因素考虑,压强大小跟压力大小和受力面积大小有关,在压力一定时,受力面积越大,压强越大;在受力面积一定时,压力越大,压强越大.(3)知道人的质量,根据G=mg求出人的重力,人站在水平地面上,对地面的压力等于人的重力,人站立时是双脚着地,走路时是一只脚着地,求出人走路时的受力面积,知道压力和受力面积,根据p=求出人行走时对地面的压强.
点评:人站立时是双脚着地,走路时是一只脚着地,这点学生容易忽略.摩擦力大小和压强的大小的影响因素很相似,容易混淆,注意区分.