【題目】如圖(1)所示,由徐工集團(tuán)與中石化第十建設(shè)有限公司聯(lián)合研發(fā)的4000 噸級履帶式起重機(jī),將高度120 米、直徑14.4 米、重量1680 噸的丙烯塔穩(wěn)穩(wěn)地吊裝到位,成功實現(xiàn)了全球唯一最大噸位的起重機(jī)首次吊裝,標(biāo)志著我國工程機(jī)械人站上世界起重機(jī)的頂峰.這臺可吊起4000 噸重物的“世界第一吊”,最長臂可達(dá)到216 米,要吊起4000 噸重物需要有6000 噸(含起重機(jī)自身質(zhì)量)的配重對稱“壓著”,工作原理如圖(2),這樣的“巨無霸”還可以可輕松完成行走、回轉(zhuǎn)等動作.(g 取10N/kg)求:
(1)若每條履帶與地面的接觸面積為20m2 , 該起重機(jī)吊起4000 噸重物以1m/s 的速度在水平地面上勻速運動時對地面的壓強為多少?
(2)若將原來水平放置的1680 噸丙烯塔看作是質(zhì)量分布均勻的圓柱體,且忽略直徑距離地面的高度,起重機(jī)吊起一端把它豎直立起來如圖(3)(4),至少需要做多少功?

【答案】
(1)解:起重機(jī)對水平地面的壓力:

F=G=mg=(4000+6000)×103kg×10N/kg=1×108N,

S=2×20m2=40m2,

起重機(jī)對水平地面的壓強:

p= = =2.5×106Pa;

答:起重機(jī)對地面的壓強為2.5×106Pa;


(2)解:丙烯塔的重心提高的高度:

h′= ×120m=60m,

所做的功為:

W=Gh=mgh′=1680×103kg×10N/kg×60m=1.008×109J.

答:至少需要做1.008×109J功.


【解析】(1)先求出起重機(jī)對地面的壓力,然后由壓強公式求出壓強.(2)求出丙烯塔的重心提高的高度,然后由W=Gh求出起重機(jī)做的功.
【考點精析】掌握壓強的大小及其計算和功的計算是解答本題的根本,需要知道壓強的計算公式及單位:公式:p =F/s ,p表示壓強,F(xiàn)表示壓力,S表示受力面積壓力的單位是 N,面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡,記作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡單位很小,一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa);功的計算公式:W = F S;F 表示力,單位:牛( N ) . S 表示距離,單位:米(m)W表示功, 功的單位就是! 米 . 叫作焦耳.即:1 J = 1N·m.

練習(xí)冊系列答案
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【題目】如圖,小瓷碗漂浮在水面上,傾斜后能沉入水底,這一情景分析正確的是(
A.小瓷碗能沉入水底是因為它的重力變大了
B.小瓷碗漂浮時受到的浮力小于它的重力
C.小瓷碗浸沒時和漂浮時相比所受的浮力變小了
D.小瓷碗下沉過程中浮力大于重力

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【題目】標(biāo)有“6V 1.5W”的燈泡,通過它的電流隨其兩端電壓變化的物理圖象如圖所示,若把這只燈泡與一個10Ω的定值電阻串聯(lián)起來,接在電壓為6V的電源兩端.則下列說法中正確的是(
A.此時該燈泡的電阻為24Ω
B.此時通過定值電阻的電流為0.25A
C.此時電路的實際總功率為1.2W
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【題目】如圖所示的滑輪組,不計繩子重及滑輪摩擦,重物G=100N,每一個滑輪重20N.當(dāng)繩自由端拉力F 豎直向上大小為30N 時,重物G 仍靜止在地面上,則它的重力與支持力(選填“是”或“不是”)一對平衡力.當(dāng)拉力F 為40N 時,恰能讓重物G以0.1m/s 的速度勻速上升,則此滑輪組的機(jī)械效率為結(jié)果保留一位小數(shù)).若將該物體輕輕放入裝滿水的大水池中,靜止時物體有 的體積露出水面,則從水池中溢出的水重為N.

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【題目】在“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗中,現(xiàn)有器材如下:電源(電壓恒定但未知),四個定值電阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(20Ω),標(biāo)有“×Ω1A”的滑動變阻器(阻值模糊不清),電壓表(可用量程:0~3V、0~15V),電流表(可用量程:0~0.6A),導(dǎo)線、開關(guān).
(1)設(shè)計并正確連接如圖甲所示的電路,把定值電阻R1接入圖甲中的A、B 兩點之間,將滑動變阻器的滑片移到最(選填“左”或“右”)端,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為2V 時,電流表的示數(shù)應(yīng)為A.
(2)用R2直接替換R1 , 閉合開關(guān),電壓表示數(shù)(選填“大于”、“等于”或“小于”)2V,需要向(選填“左”或“右”)移,才能使電壓表示數(shù)回到2V.
(3)重復(fù)(1)的實驗步驟,分別再用定值電阻R3、R4依次替換R2 , 根據(jù)所得的四次試驗數(shù)據(jù)繪制出I﹣R 圖象,如圖乙所示,由圖象可得出的結(jié)論是:在導(dǎo)體兩端電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成
(4)當(dāng)使用定值電阻R4進(jìn)行實驗時,剛一閉合開關(guān),就發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)恰好為2V,為了用以上四個定值電阻完成實驗且確保電路安全,應(yīng)控制A、B 兩點之間的電壓在范圍內(nèi).
(5)在使用定值電阻R1和R4進(jìn)行實驗過程中,讀取數(shù)據(jù)時,滑動變阻器消耗的電功率之比為
(6)若實驗中發(fā)現(xiàn)R3電阻已損壞,臨時用3V0.6W 小燈泡替代該電阻,在原來實驗要求不變情況下(保持2V 不變),還能完成此實驗嗎?(請說明原因)

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