题文

我市在创建省级卫生城市的活动中，为增加市民休闲场所修建了滨江公园，并在资江河岸修建风光带为市民的休闲带来了生机，在修建过程中挖掘机起到重要作用．如图是某挖掘机的实物图（甲） 和作业范围图（乙）以及部分相关数据表，如下图所示．挖掘机在4s内将装满铲斗的密度为1.6×l03kg/m3的泥土，从最大挖掘深度处送到位于最大卸料高度的装载车上．求： （1）挖掘机静止在水平地面上不工作时（图甲），对地面的压强． （2）铲斗内泥土的质量． 项  目 数值 整机质量（kg） 5000 标准斗容（m3） 0.5 A最大挖掘深度（m） 3 B最大卸料高度（m） 5 两履带与地面接触的总面积（m2） 4 （3）移送泥土的过程中，挖掘机对泥土所做的功． （4）移送泥土的过程中，发动机的总功率是40kW，此过程挖掘机的机械效率．

题型：问答题  难度：中档

答案

已知：泥土的密度为ρ=1.6×l03kg/m3，时间t=4s，泥土的体积V=0.5m3，泥土移动的高度h=3m+5m=8m，两履带与地面接触的总面积S=4m2，整机质量m=5000kg 求：（1）对地面的压强p=？；（2）铲斗内泥土的质量m′=？；（3）挖掘机对泥土所做的功W=？；（4）挖掘机的机械效率η=？ （1）挖掘机对地面的压力： F=G=mg=5000kg×9.8N/kg=4.9×104N， 对地面的压强： p= F S = 4.9×104N 4m2 =1.225×104Pa； （2）∵ρ= m V ， ∴泥土的质量： m′=ρV=1.6×l03kg/m3×0.5m3=800kg， 泥土的重力： G泥=m′g=800kg×9.8N/kg=7840N； （3）对泥土做功： W有用=G泥h=7840N×8m=6.272×104J； （4）∵P= W t ， ∴挖掘机的发动机4s内做的总功： W总=Pt=4×104W×4s=1.6×105J； 挖掘机的机械效率： η= W有用 W总 ×100%= 6.272×104J 1.6×105J ×100%=39.2%． 答：（1）挖掘机静止在水平地面上不工作时（图甲），对地面的压强为1.225×104Pa； （2）铲斗内泥土的质量为800kg； （3）移送泥土的过程中，挖掘机对泥土所做的功为6.272×104J； （4）挖掘机的机械效率为39.2%．

据专家权威分析，试题“我市在创建省级卫生城市的活动中，为增加市民休闲场所修建了滨江..”主要考查你对  功的计算，机械效率的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算机械效率的计算

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：机械效率的计算

• 机械效率的定义：
  有用功跟总功的比值叫做机械效率；
  
  计算公式：
  η=

• 机械效率的意义：
  （1）机械效率的功率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。
  
  （2）机械效率的高度并不决定使用机械是省力还是费力，效率高只说明有用功在总功所占的比例；省力还是费力是指做一定的有用功时，所用动力的大小。机械效率高不一定省力。

• 功，功率和机械效率的比较：
  
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  物理量	物理意义	定义	符号	公式	单位	说明
  功	做功即能量的转化	有力作用在物体上，并且物体在力的方向上移动了一段距离，就说力对物体做了功	W	W=Fs	J	l. 功率大小由功和时间共同决定，单独强调某一方面是错误的 2．功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之问没有直接关系
  功率	做功快慢

  在下列四幅图中，属于克服重

  如图所示的四个情景中，人对

  工人用定滑轮将重240N的物体

  建筑工地上，某施工人员利用

  如图所示，小芳在研究动滑轮