题目内容

1.2017年罗庄区“五路一河”(湖北路、沂蒙路、罗程路、南外环、沂册路、陷泥河)重点项目工作正在稳步推进,如图,施工现场有一台履带式推土机,其发动机的额定功率为120kW,质量为1.5×104kg,每条履带与地面的接触面积为1.25m2,g=10N/kg.求:
(1)推土机对水平地面的压强;
(2)当推土机以额定功率进行推土作业时,在平直的场地上以5.4km/h的速度匀速前进了15m,推土机所做的功是多少?
(3)在(2)问的基础上计算出推土机受到的阻力是多少?

分析 (1)推土机对水平地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,受力面积为两条履带与地面的接触面积之和,根据p=$\frac{F}{S}$求出推土机对水平地面的压强;
(2)根据v=$\frac{s}{t}$求出推土机作业的时间,根据P=$\frac{W}{t}$求出推土机所做的功;
(3)根据W=Fs求出推土机的牵引力,推土机匀速前进时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等.

解答 解:(1)推土机对水平地面的压力:
F=G=mg=1.5×104kg×10N/kg=1.5×105N,
受力面积:
S=1.25m2×2=2.5m2,
推土机对水平地面的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.5×1{0}^{5}N}{2.5{m}^{2}}$=6×104Pa;
(2)由v=$\frac{s}{t}$可得,推土机作业的时间:
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{15m}{\frac{5.4}{3.6}m/s}$=10s,
由P=$\frac{W}{t}$可得,推土机所做的功:
W=Pt=120×103W×10s=1.2×106J;
(3)由W=Fs可得,推土机的牵引力:
F′=$\frac{W}{s}$=$\frac{1.2×1{0}^{6}J}{15m}$=8×104N,
因推土机匀速前进时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,推土机受到的阻力f=F′=8×104N.
答:(1)推土机对水平地面的压强为6×104Pa;
(2)推土机所做的功是1.2×106J;
(3)在(2)问的基础上计算出推土机受到的阻力是8×104N.

点评 本题考查了重力公式和压强公式、速度公式、做功公式以及二力平衡条件的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等.

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