Question

如右圖所示為建設工地上常用的鏟車、鏟車的機械手臂是利用杠桿原理工作的．仔細觀察鏟車的手臂結構可知它是一個________杠桿．機械手臂是用液壓頂將手臂、鏟斗向上舉起的，若液壓頂桿的功率為80kW，用20s時間將鏟車內(nèi)10噸的貨物向上勻速舉高4米，則這段時間內(nèi)頂桿所做的功為________J，機械手臂的效率為________．用此鏟車勻速舉起5噸的貨物時的效率比舉10噸貨物時的效率________（填“相等”、“高”或“低“）．

Answer 1

費力    1.6×10⁶    25%    低
分析：（1）結合圖片和生活經(jīng)驗，判斷杠桿在使用過程中，動力臂和阻力臂的大小關系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿．
（2）液壓頂桿的功率為80kW和時間20s，根據(jù)W=Pt可求出液壓頂桿做的總功；
有貨物的質(zhì)量可求其重力，有重力和高度根據(jù)W=Gh可求出有用功，再根據(jù)η=可求出機械手臂的效率．
（3）用此鏟車勻速舉起5噸的貨物比舉10噸貨物所做的有用功少，但做的額外功一樣多．根據(jù)η=可判斷效率的高低．
解答：（1）鏟車的機械手臂在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿．
（2）液壓頂桿做的總功：W_總=Pt=80000W×20s=1.6×10⁶J；
貨物的重力G=mg=10000kg×10N/kg=10⁵N，
W_有用=Gh=10⁵N×4m=4×10⁵J．
所以，η===25%．
（3）用此鏟車勻速舉起5噸的貨物比舉10噸貨物所做的有用功少，但做的額外功一樣多．根據(jù)η===可知，用此鏟車勻速舉起5噸的貨物時的效率比舉10噸貨物時的效率低．
故答題為：費力、1.6×10⁶、25%、低．
點評：本題考查了杠桿的分類，功的計算和機械效率的計算．
在分析效率高低時，可根據(jù)η=來判斷，當額外功相同時，有用功越小，效率越低．