一块写有校训的花岗岩石料质量为3.18×104 kg、密度为2.65×103 kg/m3,立在用砖砌

一块写有校训的花岗岩石料质量为3.18×104 kg、密度为2.65×103 kg/m3,立在用砖砌成的长4m、宽2m、高0.5m的水平基座上(如图所示,石料下底平整),石料与基座的接触面积为2.12m2.已知砖的密度为2.05×103kg/m3,基座砖缝中水泥砂浆的密度与砖的密度相同(g取10N/kg).求:
(1)花岗岩石料的体积;
(2)石料对基座的压强;
(3)石料对基座与基座对地面的压强之比.
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tiger0371 幼苗

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解题思路:(1)已知花岗岩石料的质量和密度,利用公式V=[m/ρ]得到其体积;
(2)已知石料质量,可以得到重力;石料在水平基座上,对基座的压力等于其重力;已知压力和接触面积,利用P=[F/S]得到石料对基座的压强.
(3)已知基座的长、宽和高,可以得到其体积;已知基座的体积和密度,可以得到重力;已知花岗岩石料和基座的重力,可以得到地面受到的压力;已知基座的长和宽,可以得到底面积;已知压力和受力面积,利用P=[F/S]得到地面受到的压强;两个压强相比即可得到答案.

(1)花岗岩石料的体积:
V=[m/ρ]=
3.18×104kg
2.65×103kg/m3=12m3
答:花岗岩石料的体积为12m3
(2)花岗岩石料的重力:
G1=m1g=3.18×104kg×10N/kg=3.18×105N
石料对基座的压强:
P1=
F1
S1=
G1
S1=
3.18×105N
2.12m2=1.5×105Pa.
答:石料对基座的压强为1.5×105Pa.
(3)基座受到的重力为G2=m2g=ρ2gV=ρ2gabh=2.05×103kg/m3×10N/kg×4m×2m×0.5m=8.2×104N
基座对地面的压强为P=[F
S2=
G1+G2/ab]=
3.18×105N+8.2×104N
4m×2m=5×104Pa
石料对基座与基座对地面的压强之比
P1
P=
1.5×105Pa
5×104Pa=[3/1].
答:石料对基座与基座对地面的压强之比3:1.

点评:
本题考点: 密度公式的应用;压强的大小及其计算.

考点点评: 利用公式P=[F/S]计算固体对支持面的压强确定压力时注意:只有放在水平面上的物体对支持面的压力才等于其重力.

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