Question

15．履帶式椎土機(jī)能在松軟、泥濘或呈一定的坡度的環(huán)境中作業(yè)，如圖為某品牌履帶式推土機(jī)，下表為其主要參數(shù)，根據(jù)表中提供的信息，請(qǐng)解答下列問題．
（1）觀察履帶和推土鏟的構(gòu)造特點(diǎn)，舉出一個(gè)特點(diǎn)，說明所應(yīng)用的物理知識(shí)和作用；
（2）該推土機(jī)靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)有多大？（g取10N/kg）
（3）假若該推土機(jī)以最大功率進(jìn)行推土作業(yè)，當(dāng)它在平直的場(chǎng)地上以1m/s的速度勻速行駛了20m，求推土機(jī)所做的功有多少？

質(zhì)量/kg	最大功率/kW	履帶寬度/mm	履帶接觸地面的長(zhǎng)度/mm
20000	200	1000	4000

Answer 1

分析 （1）①影響壓強(qiáng)的因素有壓力和受力面積，減小壓強(qiáng)可以從減小壓力和增大受力面積入手；
②增大摩擦的方法：在壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度；在接觸面粗糙程度一定時(shí)，增大壓力；
（2）該推土機(jī)靜止時(shí)對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，受力面積為兩條履帶與地面的接觸面積之和，再根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）知道推土機(jī)行駛的速度和路程，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出行駛的時(shí)間，根據(jù)W=Pt求出該推土機(jī)以最大功率進(jìn)行推土作業(yè)所做的功．

解答 解：（1）寬履帶，能減小壓強(qiáng)，有利于在松軟、泥濘的環(huán)境中作業(yè)；
②履帶上有棱條，可以增大摩擦，有利于爬坡作業(yè)；
③推土鏟扁平鋒利，可以增大壓強(qiáng)，有利于鏟土；
（2）該推土機(jī)靜止時(shí)對(duì)地面的壓力：
F=G=mg=20000kg×10N/kg=2×10⁵N，
受力面積：
S=1000mm×4000mm×2=8×10⁶mm²=8m²，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2×1{0}^{5}N}{8{m}^{2}}$=2.5×10⁴Pa；
（3）由v=$\frac{s}{t}$可得，推土機(jī)行駛的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{20m}{1m/s}$=20s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，推土機(jī)以最大功率進(jìn)行推土作業(yè)所做的功：
W=Pt=200×10³W×20s=4×10⁶J．
答：（1）寬履帶，能減小壓強(qiáng)，有利于在松軟、泥濘的環(huán)境中作業(yè)；
（2）該推土機(jī)靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為2.5×10⁴Pa；
（3）推土機(jī)所做的功為4×10⁶J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了增大和減小壓強(qiáng)的方法、增大摩擦力的方法、壓強(qiáng)以及功的計(jì)算，關(guān)鍵是知道受力面積的大小等于兩條履帶與地面的接觸面積之和．