Question

在地震災(zāi)區(qū)全面恢復(fù)重建的熱潮中，推土機(jī)發(fā)揮了重要作用．現(xiàn)有一履帶式推土機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為120kw，質(zhì)量為1.5×10⁴kg，每條履帶與地面的接觸面積為1.25m²，求：
（1）推土機(jī)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（2）若推土機(jī)的牽引力用F表示，速度用v表示，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率用P表示；請(qǐng)你推導(dǎo)出F、v和P之間的關(guān)系式：P=Fv；
（3）當(dāng)推土機(jī)以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)時(shí)，在平直的場(chǎng)地上以5.4km/h的速度勻速前進(jìn)了15m，推土機(jī)受到的阻力和推土機(jī)所做的功是多少？

Answer 1

【答案】分析：本題考查壓強(qiáng)的計(jì)算、質(zhì)量、重力、功的計(jì)算等．
（1）關(guān)鍵是明確推土機(jī)對(duì)水平地面的壓力就是其本身的重力，推土機(jī)與地面有兩條履帶接觸，然后根據(jù)壓強(qiáng)公式可直接得出答案；
（2）因?yàn)槭莿蛩偾斑M(jìn)，利用功率公式 和功的公式W=Fs，結(jié)合速度公式，分析求解．
（2）當(dāng)推土機(jī)以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)時(shí)，且在平直的場(chǎng)地上勻速前進(jìn)，根據(jù)二力平衡和功的公式W=Fs分析求解．
解答：解：（1）∵m=1.5×10⁴kg
∴推土機(jī)對(duì)水平地面的壓力就是其本身的重力
F=G=mg=1.5×10⁴kg×10N/kg=1.5×10⁵N
地面受力面積S=1.25m²×2=2.5m²
∴P===6×10⁴Pa．

（2）推土機(jī)的牽引力做的功：
W=F?s
又∵v=
∴P====Fv．

（3）當(dāng)推土機(jī)以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)時(shí)，
則：P=120Kw=1.2×10⁵w
v=5.4Km/h=1.5m/s
推土機(jī)的牽引力F===8×10⁴N
又∵在平直的場(chǎng)地上勻速前進(jìn)
∴摩擦力f=F=8×10⁴N
推土機(jī)所做的功W=Fs=8×10⁴N×15m=1.2×10⁶J．

答：（1）推土機(jī)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是6×10⁴Pa；
（2）F、v和P之間的關(guān)系式：P=Fv；
（3）當(dāng)推土機(jī)以額定功率進(jìn)行推土作業(yè)時(shí)，在平直的場(chǎng)地上勻速前進(jìn)，推土機(jī)受到的阻力為8×10⁴N，推土機(jī)所做的功是1.2×10⁶J．
點(diǎn)評(píng)：本題的計(jì)算公式中的物理量，應(yīng)認(rèn)真分析題干，從中得出已知數(shù)據(jù)，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．