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19.持续三年的干旱让云南大地备受煎熬.据悉,截至2月16日10时,干旱已造成云南全省13州市91个县(市、区)631.83万人受灾,饮水困难人口242.76万人,其中生活困难需政府救助人口231.38万人,饮水困难大牲畜155.45万头.为抗旱救灾石林县某村新安装了一台质量为300 kg、功率为8 KW的抽水机.安装时为了对地面的压强不超过4×104Pa,抽水机底座下的轻质木板面积至少为750cm2.已知该抽水机出水流量是90 m3/h,正常工作30 min,抽水高度为20 m,则抽水机的工作效率是62.5%.(g=10 N/kg)

分析 (1)轻质木板的重力不计,则木板对地面的压力等于抽水机的重力,根据F=G=mg求出其大小,又知道对地面的最大压强,根据p=$\frac{F}{S}$求出轻质木板的最小面积;
(2)根据抽水机出水流量可知正常工作30min抽水机抽出水的体积,根据ρ=$\frac{m}{V}$求出抽出水的质量,根据W=Gh=mgh求出抽水机对水做的有用功,根据P=$\frac{W}{t}$求出抽水机消耗的电能,然后根据效率公式求出抽水机的工作效率.

解答 解:(1)轻质木板的重力不计,则木板对地面的压力:
F=G=mg=300kg×10N/kg=3000N,
由p=$\frac{F}{S}$可得,轻质木板的最小面积:
S=$\frac{F}{p}$=$\frac{3000N}{4×1{0}^{4}Pa}$=0.075m2=750m2;
(2)正常工作30min,抽水机抽出水的体积:
V=90m3/h×0.5h=45m3,
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,抽出水的质量:
m水=ρV=1.0×103kg/m3×45m3=4.5×104kg,
抽水机对水做的有用功:
W有=G水h=m水gh=4.5×104kg×10N/kg×20m=9×106J,
由P=$\frac{W}{t}$可得,抽水机消耗的电能:
W=Pt=8000W×30×60s=1.44×107J,
抽水机的工作效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{W}$×100%=$\frac{9×1{0}^{6}J}{1.44×1{0}^{7}J}$×100%=62.5%.
故答案为:750;62.5%.

点评 本题考查了重力公式和压强公式、密度公式、做功公式、效率公式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及明确有用功.

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