【中考物理情景拓展】关于N/m²新的理解与计算

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【中考物理情景拓展】关于N/m²新的理解与计算

中考关于压强的计算绝对算的重点,也算难点。压强的国际单位是N/m²,也统一写为Pa。但现实中有些情况下的N/m²可能跟物理上的定义不太一致,如下面的题目。

【情景题目】根据2022年1月1日起实施的《工程结构通用规范》(编号GB 55001-2021),楼面和屋面需满足相应标准。如下图所示,民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值系数、频遇值系数和准永久值系数是设计时必须遵循的最低要求。其中标准值的单位通常用kN/m²表示,试结合图表、实际情况及所学知识,判断下列说法正确的是(         )g取10N/kg

【中考物理情景拓展】关于N/m²新的理解与计算 第1张
A.在符合标准的建筑物内堆放物体,只要别超过表格中的数值,可以随意堆放
B.如教室均布活荷载的标准值为2.5kN/m²,等效于教室地面压强不得低于2.5kPa
C.如教室均布活荷载的标准值为2.5kN/m²,意味着每平方米的面积上受到的压力不能超过2.5kN
D.如教室均布活荷载的标准值为2.5kN/m²,则在符合标准的面积为60的教室内,堆放总物质量不能高于15t
以上为笔者根据印象中的楼面载荷kN/m²查找资料临时编的题目,这里的关键考查点就是对kN/m²的实际理解。
首先A选项肯定不对,绝不能随意堆放,特别是要注意不能聚堆。
B选项,就是直接开考查kN/m²。根据压强知识计算,2.5kN/m²=2.5kPa,但是这个压强值并不大,成年人正常站立时对地面的压强一般都会大于10kPa。如果教室地面可承受的压强为2.5kPa,那也太不结实了。所以虽然kN/m²感觉应该和压强单位N/m²一致,但实际意义不同,这也是为什么B选项明显不对的原因。
C选项感觉明显有些道理,但根据事实推算似乎也有问题。根据字面意思,如果每平方米上的压力不能超过2.5kN,2.5kN换算成质量约为250kg,约5名中学生的质量。5名中学生站在教室教室1平方米的面积上,略显拥挤,但并不难实现,而且现实中是极有可能存在的,如学生排队挤在一起外出的时候。所以根据事实推理,不能按照C选项作此理解。
最后就是D选项,均布活荷载的标准值应该按照教室整个面积来理解,如果教室面积为60m²,约长10m✖宽6m,可求得可承受的总压力为150kN,质量约为15t。假设中学生体重为500N,则可承受300名中学生的体重,而一个班级标准人数为50余人,可见即便两个班级合堂上课在荷载标准上也没问题。
【中考等级】笔者认为本情景题目考查的中考等级为高,无论是加深对压强单位帕斯卡的理解,还是强化考查压强计算的可能性都很大。而且该情况实际难度不算很高,只要能理解题意,既能考查概念理解和计算,又能很好的结合实际。

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