Question

8．效率是30%，水平叉臂面積為1m²的電動(dòng)叉車（如圖1），托著重量為6000N，底面積為6m²的貨物（如圖2），5s 內(nèi)從A點(diǎn)勻速水平移動(dòng)到B點(diǎn)，從B點(diǎn)勻速豎直提升10s到達(dá)C點(diǎn)，所用時(shí)間及各點(diǎn)間距離如圖3所示，求：電動(dòng)叉車（如圖1）

（1）A到B過程，貨物對(duì)叉臂的壓強(qiáng)．
（2）A到C過程，叉車對(duì)貨物的支持力做的功．
（3）B到C過程，叉車對(duì)貨物做功的功率．
（4）B到C過程，叉車消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）A到B過程中，貨物對(duì)叉臂的壓力為貨物的重，受力面積為叉臂面積1m²．由固體壓強(qiáng)公式：P=$\frac{F}{S}$即可求得．
（2）A到C過程中，叉車對(duì)貨物支持力只在B到C過程做功，支持力為6000N，利用W=FS求得叉車對(duì)貨物的支持力做的功．
（3）已知從B點(diǎn)勻速豎直提升10s到達(dá)C點(diǎn)，根據(jù)（2）求得的叉車對(duì)貨物做功，利用P=$\frac{W}{t}$求得叉車對(duì)貨物做功的功率．
（4）根據(jù)（2）求得的，叉車對(duì)貨物做的有用功為W=6000J，其效率為30%，然后即可求得叉車消耗的電能．

解答 解：
（1）A到B過程中，貨物對(duì)叉臂的壓力等于貨物的重6000N，受力面積為叉臂面積1m²．
則貨物對(duì)叉臂的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{6000N}{1{m}^{2}}$=6000Pa．
（2）A到C過程中，叉車對(duì)貨物的支持力只在B到C過程做功，
則支持力做的功為：W=Fs₂=6000N×1m=6000J；
（3）B到C過程中，時(shí)間t=10s，則此過程叉車對(duì)貨物做功功率為：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6000J}{10s}$=600W；
（4）由（2）知，叉車對(duì)貨物做的有用功為W=6000J，其效率為30%，故叉車消耗的電能為：
W_電=$\frac{W}{η}$=$\frac{6000J}{30%}$=2×10⁴J．
答：（1）A到B過程，貨物對(duì)叉臂的壓強(qiáng)為6000Pa．
（2）A到C過程，叉車對(duì)貨物的支持力做的功為6000J．
（3）B到C過程，叉車對(duì)貨物做功的功率為600W．
（4）B到C過程，叉車消耗的電能為2×10⁴J．

點(diǎn)評(píng) 分析這是一道固體壓強(qiáng)和功與機(jī)械功率的綜合題．題目本身不難，但要求學(xué)生對(duì)固體壓強(qiáng)以及做功等知識(shí)點(diǎn)有比較好的理解．比如在（1）問中，要注意“受力面積”并不是貨物的底面積，而是叉臂面積；在第（2）小問中支持力在 A 到 B 過程中因?yàn)榕c運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以此過程支持力沒有做功；這兩個(gè)點(diǎn)可能有很多學(xué)生比較容易出錯(cuò)．