题目内容
【题目】电动蛙式打夯机（图甲）是利用冲击和冲击振动来夯实、平整场地的机械，由电动机、皮带轮、偏心块、夯架、夯锤等组成（图乙）。启动电动机，在旋转着的偏心块离心力作用下，夯架绕后轴上下摆动，当夯架向下摆动时夯锤就夯击土层，向上摆动时使打夯机前移，故每夯击一次，机身即向前移动一次。右表是某型号电动蛙式打夯机的部分参数（设夯锤夯击土层的能量全部用于夯实土层）。
（1）若打夯机以10m/min的平均速度沿直线前进，则10min前进了多少米？
（2）为了估算某次夯锤夯击土层时的冲击力，小明将重为4N、底面积为1cm2的圆柱体竖直平放在被夯击土层上，土层被压下的深度与夯锤夯击的深度相同，则此次夯击时的平均冲击力为多少牛？
（3）施工时，若打夯机前移消耗的能量为200J/次，则打夯机的机械效率是多少？
【答案】（1）100m；（2）2．4×103 N，（3）40%
【解析】
试题分析：（1）由v=s/t可得，s=vt=10m/min×10min=100m；
（2）夯锤夯击时对土层的压强p=FS=4N/1×104m2=4×104 Pa；
由题意知，夯锤夯击时对土层的压强等于圆柱体对土层的压强，
故夯击时的平均冲击力F′=pS′=4×104 Pa×6×10-2 =2．4×103 N，
（3）打夯机工作1min时的有用功W有用 =（400+200）J/次×120次=7．2×104 J，
由P=W/t可得，W总 =W电 =Pt=3000W×60s=1．8×105 J，
机械效率η=
×100%=7．2×104J/1．8×105J×100%=40%。
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