Question

在城鄉(xiāng)建設(shè)中，推土機(jī)發(fā)揮著巨大作用．圖為某型號(hào)履帶式推土機(jī)，額定功率為2.0×10⁵W．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)

 

；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

 

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)，在1min內(nèi)勻速前進(jìn)了120m，求推土機(jī)受到的阻力．
（3）若推土機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%，工作一段時(shí)間消耗柴油50L，求此過程中推土機(jī)做的功．已知柴油的密度為0.8×10³ kg/m³，熱值為4.0×10⁷J/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）因?yàn)槭莿蛩偾斑M(jìn)，阻力與動(dòng)力相等，利用功率公式P=

W

t

和功的公式W=Fs，分析求解．
（3）先求出消耗的柴油質(zhì)量，根據(jù)Q=mV求出柴油放出的熱量，即可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率求推土機(jī)做的功．

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)，
所做的功為：W=Pt=2×10⁵W×60s=1.2×10⁷J．  
∵W=Fs，
∴推土機(jī)的牽引力F=

W

s

=

1.2×107J

120m

=1×10⁵N
又∵在平直的場(chǎng)地上勻速前進(jìn)，
∴阻力f=F=1×10⁵N．
（3）消耗的柴（1）油質(zhì)量m=ρV=0.8×10³ kg/m³×50×10^-3m³=40kg，
柴油放出的熱量Q=mq=40kg×4.0×10⁷J/kg=1.6×10⁹J．
∵η=

W

Q

∴推土機(jī)做功為：W=Qη=1.6×10⁹J×40%=6.4×10⁸J．
故答案為：（1）增大壓強(qiáng)；增大摩擦．
（2）推土機(jī)受到的阻力為1×10⁵N．
（3）推土機(jī)做功6.4×10⁸J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查壓強(qiáng)的計(jì)算和增大、減小壓強(qiáng)的方法，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、勻速前進(jìn)．考查了學(xué)生綜合分析獲取信息的能力．