Question

在城鄉建設中，推土機發揮著巨大作用．圖為某型號履帶式推土機，額定功率為2.0×10⁵W．請回答并計算．
（1）推土機安裝履帶，是為了在松軟的土地上作業時

 

；當推土機在濕滑的土地上作業時，履帶上凸出的棱則起到

 

的作用．
（2）當推土機在平直場地上以額定功率進行推土作業時，在1min內勻速前進了120m，求推土機受到的阻力．
（3）若推土機發動機的效率為40%，工作一段時間消耗柴油50L，求此過程中推土機做的功．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；減小受力面積可以增大壓強；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）因為是勻速前進，阻力與動力相等，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量，根據Q=mV求出柴油放出的熱量，即可根據發動機的效率求推土機做的功．

解答：解：（1）推土機安裝履帶．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；
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）當推土機以額定功率進行推土作業時，
所做的功為：W=Pt=2×10⁵W×60s=1.2×10⁷J．  
∵W=Fs，
∴推土機的牽引力F=

W

s

=

1.2×107J

120m

=1×10⁵N
又∵在平直的場地上勻速前進，
∴阻力f=F=1×10⁵N．
（3）消耗的柴（1）油質量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

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

點評：本題考查壓強的計算和增大、減小壓強的方法，關鍵是公式及其變形的靈活運用，特別注意題干中的隱含條件，如：履帶式推土機、以額定功率進行推土、勻速前進．考查了學生綜合分析獲取信息的能力．