Question

效率是30%，水平叉臂面积为 1m² 的电动叉车（如图1），托着重量为6000N，底面积为6m² 的货物（如图2），5s 内从A点匀速水平移动到B点，从B点匀速竖直提升10s到达C点，所用时间及各点间距离如图3所示，求：电动叉车（如图1）

（1）A到B过程，货物对叉臂的压强．
（2）A到C过程，叉车对货物的支持力做的功．
（3）B到C过程，叉车对货物做功的功率．
（4）B到C过程，叉车消耗的电能．

Answer 1

解：
（1）A到B过程中，货物对叉臂的压力为货物的重6000N，受力面积为叉臂面积1m²．
则p===6000Pa．
（2）A到C过程中，叉车对货物支持力只在B到C过程做功，
则支持力做得功为：W=FS=6000N×1m=6000J，
（3）B到C过程中叉车对货物做功功率为：
P===600W，
（4）由（2）知，叉车对货物做的有用功为W=6000J，其效率为30%，故叉车消耗的电能为：
W_电===2×10⁴J．
答：（1）A到B过程，货物对叉臂的压强为6000Pa．
（2）A到C过程，叉车对货物的支持力做的功为6000J．
（3）B到C过程，叉车对货物做功的功率为600W．
（4）B到C过程，叉车消耗的电能为2×10⁴J．
分析：（1）A到B过程中，货物对叉臂的压力为货物的重，受力面积为叉臂面积1m²．由固体压强公式：p=即可求得．
（2）A到C过程中，叉车对货物支持力只在B到C过程做功，支持力为6000N，利用W=FS求得叉车对货物的支持力做的功．
（3）已知从B点匀速竖直提升10s到达C点，根据（2）求得的叉车对货物做功，利用P=求得叉车对货物做功的功率．
（4）根据（2）求得的，叉车对货物做的有用功为W=6000J，其效率为30%，然后即可求得叉车消耗的电能．
点评：分析这是一道固体压强和功与机械功率的综合题．题目本身不难，但要求学生对固体压强以及做功等知识点有比较好的理解．比如在（1）问中，要注意“受力面积”并不是货物的底面积，而是叉臂面积；在第（2）小问中支持力在 A 到 B 过程中因为与运动方向垂直，所以此过程支持力没有做功；这两个点可能有很多学生比较容易出错．