Question

5．某建筑工地使用如圖所示裝置搬運建筑材料．用此裝置將一塊重為6400N的建筑材料勻速提升8m，拖拉機消耗了4g柴油．下表是拖拉機的部分參數(shù)和相關(guān)信息，求：（g取10N/kg）
（1）拖拉機靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多大？
（2）4g柴油完全燃燒放出的熱量是多少？拖拉機對繩端的拉力F是多大？
（3）滑輪組的機械效率為多少？

拖拉機的質(zhì)量	2.4t
輪胎與地面接觸總面積	0.1m2
柴油的熱值	4×107J/kg
柴油機的效率	40%

Answer 1

分析 （1）拖拉機對地面的壓力等于其重力，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出壓強；
（2）根據(jù)Q=mq求出4g柴油完全燃燒放出的熱量；根據(jù)η=$\frac{W}{Q}$求出拖拉機對滑輪組做的總功，再根據(jù)W=Fs求出拖拉機對繩端的拉力；
（3）根據(jù)W_有用=Gh求出有用功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$求出滑輪組的機械效率．

解答 解：（1）拖拉機對地面的壓力：
F=G=mg=2400kg×10N/kg=2.4×10⁴N，
對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2.4×1{0}^{4}N}{0.1{m}^{2}}$=2.4×10⁵Pa；
（2）4g柴油完全燃燒放出的熱量：
Q=mq=4×10^-3kg×4×10⁷J/kg=1.6×10⁵J；
由η=$\frac{W}{Q}$得：
拖拉機對滑輪組做的總功：
W_總=ηQ=40%×1.6×10⁵J=6.4×10⁴J，
由W_總=Fs=F2h得：
拖拉機對繩端的拉力：
F=$\frac{{W}_{總}}{2h}$=$\frac{6.4×1{0}^{4}J}{2×8m}$=4000N；
（3）提升建筑材料做的有用功：
W_有用=Gh=6400N×8m=5.12×10⁴J，
滑輪組的機械效率：
η′=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{5.12×1{0}^{4}J}{6.4×1{0}^{4}J}$×100%=80%．
答：（1）對地面的壓強是2.4×10⁵Pa；
（2）4g柴油完全燃燒放出的熱量是1.6×10⁵J；
拖拉機對繩端的拉力F是4000N；
（3）滑輪組的機械效率為80%．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對重力、壓強、熱值、機械效率、有用功計算公式的理解和掌握，綜合性較強，難度不是很大．