Question

10．如圖所示，某貨場使用的叉車，叉臂面積為20dm²，叉車配置的電動機銘牌上標有：額定電壓60V，額定功率3kW，線圈電阻0.5Ω，在一次工作中，該叉車豎直向上提升貨物正常工作20s，升起的貨物底面積為1m²，質(zhì)量為0.8t，這時叉車的效率為40%，求：
（1）在勻速提升貨物過程中，貨物對叉車叉臂的壓強．
（2）電動機正常工作過程中線圈產(chǎn)生的熱量．
（3）該貨物被升起的高度．

Answer 1

分析 （1）貨物對叉車叉臂的壓力等于其重力，又知叉臂的面積（受力面積），利用p=$\frac{F}{S}$計算貨物對叉車叉臂的壓強．
（2）已知電動機的額定功率和額定電壓，根據(jù)公式I=$\frac{P}{U}$可求電動機正常工作時的電流，線圈產(chǎn)生的熱量根據(jù)公式Q=I²Rt可求．
（3）已知電動機的額定功率和工作的時間，根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能．已知機械效率，可求克服物體重力做的有用功，最后利用W=Gh計算該貨物被升起的高度．

解答 解：（1）貨物對叉車叉臂的壓力：
F=G=mg=0.8×10³kg×10N/kg=8×10³N，
貨物對叉車叉臂的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{8×1{0}^{3}N}{20×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=4×10⁴Pa．
（2）由P=UI可得，電動機正常工作時的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{3×1{0}^{3}W}{60V}$=50A，
線圈產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（50A）²×0.5Ω×20s=2.5×10⁴J．
（3）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可得電動機消耗的電能為：
W_電=Pt=3×10³W×20s=6×10⁴J．
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$可得有用功：
W_有用=ηW_電=40%×6×10⁴J=2.4×10⁴J
根據(jù)W_有用=Gh可得該物被升起的高度：
h=$\frac{{W}_{有用}}{G}$=$\frac{2.4×1{0}^{4}J}{8×1{0}^{3}N}$=3m．
答：（1）在勻速提升貨物過程中，貨物對叉車叉臂的壓強為4×10⁴Pa．
（2）電動機正常工作過程中線圈產(chǎn)生的熱量為2.5×10⁴J．
（3）該貨物被升起的高度為3m．

點評 本題考查壓強、消耗電能、產(chǎn)生熱量、物體被舉高度的計算，關(guān)鍵是各種公式及其變形的靈活運用，解題過程中要注意單位的換算．