Question

8．2014年2月13日，在索鍥冬奧會速滑女子500米決賽里，中國名將李堅柔孤軍奮戰(zhàn)，以45.26秒的成績奪取冠軍，為中國代表團(tuán)奪得本屆冬奧會首金．

（1）在本次比賽中，李堅柔平均速度是多少？（保留一位小數(shù)）
（2）李堅柔質(zhì)量55千克，當(dāng)她穿著一雙3千克的冰鞋（下面有冰刀），站在冰面上，若兩只冰刀刀刃的底面積之和為29cm²，求此時冰刀對冰面的壓強．
（3）圖甲是運動員的冰鞋，圖乙是冰的熔點隨壓強變化的曲線．請你解釋為什么運動員穿著滑冰鞋，在水泥面上難以滑動，而在冰面上卻可以飛速地滑行？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)速度的計算公式計算；
（2）知道質(zhì)量求得重力，運動員站在冰面上，對冰面的壓力等于重力，知道壓力和受力面積根據(jù)壓強公式計算壓強；
（3）壓強與壓力大小和受力面積有關(guān)，壓力越大，受力面積越小，壓強越大；使兩個摩擦面彼此離開可以減小摩擦．

解答 解：（1）在本次比賽中，李堅柔平均速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{500m}{45.26s}$≈11.5m/s；
（2）她穿上冰鞋雙腳站立在冰面上時對冰面的壓力：
F=G_李+G_刀=m_李g+m_刀g=55kg×10N/kg+3kg×10N/kg=580N，
對冰面的壓強為：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{580N}{29×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2×10⁵Pa．
冰面受壓后熔點降低，冰熔化變成水，使冰刀與冰面之間形成水膜（使冰刀和冰的接觸面彼此分離），起到潤滑作用，減小冰刀與冰面間的摩擦力，因此穿著滑冰鞋可以在冰面上飛速滑行．
答：（1）在本次比賽中，李堅柔平均速度是11.5m/s；
（2）冰刀對冰面的壓強是2×10⁵Pa．
（3）冰面受壓后熔點降低，冰熔化變成水，使冰刀與冰面之間形成水膜（使冰刀和冰的接觸面彼此分離），起到潤滑作用，減小冰刀與冰面間的摩擦力，因此穿著滑冰鞋可以在冰面上飛速滑行．

點評 本題考查速度的計算、摩擦力大小的因素及壓強大小的計算，屬于中等題．