Question

 水平地面上有一個(gè)重為4000N的箱子，箱子的高為1m，底面積為4m²�，F(xiàn)用起重機(jī)把箱子吊到3m高的位置，所用時(shí)間為10s，起重臂下的鋼絲繩是繞在一個(gè)動(dòng)滑輪上，如圖所示。鋼絲繩上的拉力為2500N。試求：

(1)起重機(jī)起吊前，箱子對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少?

(2) 鋼絲繩上拉力的功率是多少?若將該箱子置于水中，為防止下沉，鋼絲繩上需要至少多大拉力？

(3) 該起重機(jī)配備的柴油機(jī)最低油耗可達(dá)240g/(kW·h)，柴油的熱值為4.3×10⁷J/kg。求該發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率是多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）1000Pa （2）1500W  0（當(dāng)木箱全部浸沒(méi)時(shí)產(chǎn)生的浮力遠(yuǎn)大于重力）（3）3.6×10⁶J/4.3×10⁷J×0.24kg= 35%

【解析】（1）物體受到的重力為：

G=mg=4000N

對(duì)地面的壓強(qiáng)為：

P=F /S =G /S =4000N /4m² =1000Pa；

(2)起重機(jī)拉力做的功為：

W=FS=2500N×2×3m=15000J；

拉力的功率為：

P=W /t =15000J /10s =1500W．

箱子的體積為V=1m×4m²=4m³；

根據(jù)阿基米德定律，若箱子全部進(jìn)入水中受到的浮力：

＞G_物，所以不需要施加力。

(3) 240g/kW•h表示獲得1kW•h電能消耗240g柴油，

所以戰(zhàn)車工作時(shí)獲得的有用功為：W_有=1kW•h=3.6×10⁶J，

消耗240g的柴油完全燃燒放出的熱量為：Q=mq=0.24kg×4.3×10⁷J/kg=1.032×10⁷J，

所以戰(zhàn)車的效率為：η=W_有/ Q =3.6×10⁶J /1.032×10⁷J =35%．