Question

15．在城鄉(xiāng)建設(shè)中，推土機(jī)發(fā)揮著巨大作用．如圖為某型號(hào)履帶式推土機(jī)，額定功率
為2．O×10⁵W．請(qǐng)回答并計(jì)算：
（1）推土機(jī)安裝履帶，是為了在松軟的土地上作業(yè)時(shí)減小壓強(qiáng)；當(dāng)推土機(jī)在濕滑的土地上作業(yè)時(shí)，履帶上凸出的棱則起到增大摩擦的作用．
（2）當(dāng)推土機(jī)在平直場(chǎng)地上以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)時(shí)受到的阻力為10⁵N，求推土機(jī)10min前進(jìn)的距離．
（3）若推土機(jī)工作一段時(shí)間消耗柴油50L，此過程中推土機(jī)做的功為6.4×10⁸J．求發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．
（已知柴油的密度為0.8×10³kg/m³，熱值為4．O×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）在壓力大小不能改變的情況下，增大受力面積可以減小壓強(qiáng)；減小受力面積可以增大壓強(qiáng)；在壓力大小不能改變的情況下，增大接觸面的粗糙程度可增大摩擦．
（2）由阻力與動(dòng)力相等，利用功率公式P=$\frac{W}{t}$=Fv和v=$\frac{s}{t}$，分析求解．
（3）先求出消耗的柴油質(zhì)量，根據(jù)Q=mq求出柴油放出的熱量，即可求出發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：（1）推土機(jī)安裝履帶．這是在壓力大小不能改變的情況下，通過增大受力面積可以減小壓強(qiáng)；
履帶上凸出的棱，這是在壓力大小不能改變的情況下，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的．
（2）當(dāng)推土機(jī)以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)時(shí)，
由P=Fv=F_阻v，
所以v=$\frac{P}{f}$=$\frac{2×1{0}^{5}W}{1{0}^{5}N}$=2m/s，
所以10min通過的距離s=vt=2m/s×60×10s=1200m；                                    
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$，
50L柴油的質(zhì)量m=ρV=0.8×10³kg/m³×50×10^-3m³=40kg，
柴油燃燒放出的熱量Q=mq=40kg×4．O×10⁷J/kg=1.6×10⁹J，
所以η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{6.4×1{0}^{8}J}{1.6×1{0}^{9}J}$×100%=40%．
答：（1）減小壓強(qiáng)；增大摩擦；（2）推土機(jī)10min前進(jìn)的距離1200m；（3）發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是40%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查減小壓強(qiáng)和增大摩擦的方法、功和功率及效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，特別注意題干中的隱含條件，如：履帶式推土機(jī)、以額定功率進(jìn)行推土，考查了學(xué)生綜合分析獲取信息的能力．