【分析】
要解决这道压强估算题,需利用压强公式$ p = \frac{F}{S} $逐步分析:
1. 确定压力大小:静止在水平地面上的同学,对地面的压力等于自身重力,因此先估算中学生的质量(通常约50kg),再通过重力公式$ G = mg $算出重力(即压力$ F $);
2. 估算受力面积:人站立时双脚与地面接触,每只脚的接触面积约250$ \mathrm{cm}^2 $,据此算出双脚总接触面积并换算为国际单位(平方米);
3. 将压力和受力面积代入压强公式计算压强,最后与选项对比得出答案。
【解析】
1. 估算压力:
一名中学生的质量约$ m = 50 \, \mathrm{kg} $,取$ g = 10 \, \mathrm{N/kg} $,根据重力公式$ G = mg $,可得自身重力:
$ G = mg = 50 \, \mathrm{kg} × 10 \, \mathrm{N/kg} = 500 \, \mathrm{N} $
静止在水平地面上时,对地面的压力$ F = G = 500 \, \mathrm{N} $。
2. 估算受力面积:
每只脚与地面的接触面积约为$ 250 \, \mathrm{cm}^2 $,站立时双脚着地,总接触面积:
$ S = 2 × 250 \, \mathrm{cm}^2 = 500 \, \mathrm{cm}^2 = 0.05 \, \mathrm{m}^2 $
3. 计算压强:
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,代入数据得:
$ p = \frac{500 \, \mathrm{N}}{0.05 \, \mathrm{m}^2} = 1 × 10^4 \, \mathrm{Pa} $
对比选项,结果最接近C选项。
【答案】
C
【知识点】
压强的计算、物理量估算
【点评】
本题属于生活物理估算题,解题核心是结合生活实际合理估测物理量,同时熟练运用压强公式,注重物理知识与生活场景的结合,考查对常见物理量的感知能力。
【难度系数】
0.7