Question

項(xiàng)目	數(shù)值
整機(jī)重量（kg）	15000
標(biāo)準(zhǔn)斗容（m3）	0.6
額定功率（kW）	90
A最大挖掘高度	8400mm
B最大卸料高度	6000mm
C最大挖掘高度	5000mm
D履帶長	4000mm
履帶寬度	600mm
額定油耗	36L/h

如圖是某型號挖掘機(jī)的實(shí)物圖（甲）和作業(yè)范圍圖（乙）以及部分相關(guān)數(shù)據(jù)表．請回答下列問題：

（1）挖掘機(jī)停在水平地面不工作時(shí)，對地面的壓強(qiáng)是多少？
（2）鏟斗裝滿密度為1.8×l0³kg/m³的泥土?xí)r，泥土的總質(zhì)量是多少？若挖掘機(jī)在5s內(nèi)將這些泥土從最大挖掘深度處送到位于最高卸料高度的裝載車上，挖掘機(jī)對泥土至少要做多少功？挖掘機(jī)對泥土做功的功率是多少？
（3）已知柴油的密度為0.85×10³kg/m³，柴油的熱值是3×10⁷J/kg，則挖掘機(jī)正常工作時(shí)，其發(fā)動機(jī)的效率是多少？
（4）如果挖掘機(jī)的履帶陷入泥中較深時(shí)，怎樣只利用挖掘機(jī)支起履帶再利用木板將挖掘機(jī)駛出？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)挖掘機(jī)靜止在水平地面上不工作時(shí)的質(zhì)量可求出其重力，此時(shí)重力即為壓力，有履帶的長和寬可求出受力面積，然后利用壓強(qiáng)公式即可求出答案．
（2）已知泥土的密度，從表中數(shù)據(jù)可知鏟斗的容積，利用密度公式變形即可求出鏟斗內(nèi)泥土的質(zhì)量．
移送泥土的過程中，挖掘機(jī)對泥土所做的功．是指對泥土的重力做功，那么在重力的方向上移動的距離是最大挖掘深度和最大卸料高度之和，然后利用W=Gh即可求出挖掘機(jī)對泥土所做的功．有時(shí)間和功根據(jù)P=

W

t

可求出挖掘機(jī)對泥土做功的功率．
（3）根據(jù)Q_放=mq可求出柴油完全燃燒放出的熱量，利用W=Pt求出有用功，再利用η=

W

Q放

可求出其發(fā)動機(jī)的效率．
（4）履帶陷入泥中較深時(shí)，在鏟斗下墊一塊木板，利用鏟斗的底端支起履帶，然后在履帶下墊上木板，將機(jī)器駛出．

解答：解：（1）F=G=mg=15000kg×10N/kg=1.5×10⁵N，
對地面的壓強(qiáng)P=

F

S

=

1.5×105N

2×4m×0.6m

=3.13×10⁴Pa．
答：對地面的壓強(qiáng)為3.13×10⁴Pa．
（2）m_泥=ρ_泥V=1.8×l0³kg/m³×0.6m³=1.08×10³kg，
G_泥=m_泥g=1.08×10³kg×10N/kg=1.08×10⁴N，
W=G_泥h=1.08×10⁴N×（6m+5m）×10N/kg=1.188×10⁶J，
P=

W

t

=

1.188×105J

5s

=2.376×10⁴W，
答：泥土的總質(zhì)量是1.08×10³kg；挖掘機(jī)對泥土至少要做1.188×10⁶J的功；挖掘機(jī)對泥土做功的功率是2.376×10⁴W．
（3）柴油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=ρvq=0.85×10³kg/m³×36×10^-3 m³×3×10⁷J/kg=9.18×10⁸J
W=Pt=90×10³W×3600s=3.24×10⁸J，
汽車發(fā)動機(jī)的效率：
η=

W

Q放

=

3.24×108J

9.18×108J

=35.3%．
答：挖掘機(jī)正常工作時(shí)，其發(fā)動機(jī)的效率是35.3%．
（4）履帶陷入泥中較深時(shí)，在鏟斗下墊一塊木板，操縱鏟斗向下用力，則可將履帶前端向上提升，然后在履帶下墊上木板，即可將挖掘機(jī)駛出．

點(diǎn)評：此題主要考查學(xué)生對密度的計(jì)算，密度公式的應(yīng)用，功率的計(jì)算，熱量的計(jì)算，燃料的燃燒值等知識點(diǎn)的理解與掌握，此題涉及到的知識點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，難度較大，屬于難題．認(rèn)真審題，從圖表中發(fā)現(xiàn)相關(guān)信息是解題的關(guān)鍵．