Question

【题目】2017年8月8日21时，四川阿坝州九寨沟县发生7.0级地震，挖掘机在这次抗震中发挥了很大的作用，某型号挖掘机的质量3 000 kg，两履带与地面接触的总面积1.5 m2。挖掘机在6 s内将装满铲斗质量为0.75 t的泥石送到岸边，挖掘深度h＝2 m。(如图乙所示)(g取10 N/kg)请回答：

(1)如图甲所示的挖掘机和日常观察到的挖掘机工作场景中包含着许多物理知识，例如：履带有很粗的条纹，是为了增大摩擦。请你在挖掘机工作场景中寻找另一例物理现象，并用所学知识作解释。

(2)挖掘机静止在水平地面上不工作时，对地面的压强多大？

(3)挖掘机每挖一次泥石并水平移送到岸边，对泥石做功多少？(假设每次都装满铲斗)

(4)若发动机的总功率是20 kW，挖泥过程中挖掘机的机械效率多大？

Answer 1

【答案】(1)履带很宽，是为了在压力一定时，增大受力面积减小压强；挖斗的尖端有锯齿状，是为了在压力一定时，减小受力面积增大压强等；(2) 2×104 Pa；(3) 1.5×104 J；(4) 1.2×105 J；12.5%。

【解析】（1）履带很宽，是为了在压力一定时，增大受力面积减小压强；挖斗的尖端有锯齿状，是为了在压力一定时，减小受力面积增大压强等；
（2）挖掘机静止在水平地面上时，对地面的压力：
对地面的压强：
（3）挖掘机对泥土所做的有用功：

（4）挖掘机的发动机5s内做的总功：

挖掘机的机械效率：

答：（1）履带很宽，是为了在压力一定时，增大受力面积减小压强（答案合理即可）；
（2）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强为2×104Pa；
（3）挖掘机每挖一次泥石并水平移送到岸边，对泥石做功为1.5×104J；
（4）若发动机的总功率是20kw，挖泥过程中挖掘机的机械效率为12.5%．