Question

20．在一個(gè)案件中，公安人員在海灘案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)了罪犯留下的清晰的站立腳印，立即用蠟澆注了鞋模．測(cè)量蠟鞋模的平均厚度為3cm，質(zhì)量675g；又經(jīng)測(cè)試達(dá)到腳印同樣深度的壓強(qiáng)為1.5×10⁴Pa． （ρ_蠟=0.9×10³kg/m³）
求：（1）蠟鞋模的體積是多少？
（2）罪犯的體重為多少？

Answer 1

分析 （1）已知鞋模的質(zhì)量和蠟的密度，利用V=$\frac{m}{ρ}$求出蠟鞋模的體積；
（2）知道鞋模的平均厚度，利用V=Sh求出鞋模的面積，人站立兩只腳著地，罪犯站立時(shí)受力面積等于鞋模面積的2倍；利用F=pS求出壓力，罪犯對(duì)地面的壓力等于其重力，可得罪犯的體重．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，蠟鞋模的體積：
V_蠟=$\frac{{m}_{蠟}}{{ρ}_{蠟}}$=$\frac{675g}{0.9g/c{m}^{3}}$=750cm³；
（2）根據(jù)V=Sh可得，蠟鞋模的底面積：
S=$\frac{{V}_{蠟}}{h}$=$\frac{750c{m}^{3}}{3cm}$=250cm²，
即罪犯的一只腳印面積為250cm²；
罪犯站立時(shí)，海灘的受力面積：S′=2S=2×250cm²=500cm²；
由p=$\frac{F}{S}$可得，罪犯對(duì)海灘的壓力：
F=pS′=1.5×10⁴Pa×500×10^-4m²=750N．
因?yàn)樽锓傅闹亓Φ扔谒麑?duì)地面的壓力，
所以罪犯的體重為：G=F=750N．
答：（1）蠟鞋模的體積是750cm³；
（2）罪犯的體重為750N．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了密度公式的應(yīng)用、壓強(qiáng)大小的計(jì)算，內(nèi)容新穎，具有一定難度，把學(xué)到的物理知識(shí)用于解決實(shí)際問(wèn)題，體現(xiàn)了學(xué)以致用的理念．