Question

【题目】铲车是现代工程建设中重要的机械装备，如图所示的铲车自重为8.5t，在正常工作中，其发动机的额定功率为150kW，四个车轮与地面的接触面积为0.2m2 ， 用5s的时间推土前进了3m，然后又将1.5t的土举高了3m装车运走，整个过程是连续的，若铲车发动机的能源来于燃烧柴油且其效率为34.5%，（q柴=3.3×107J/kg，g=10N/kg）求：

（1）在推土过程中，铲车受到的阻力为多大？

（2）在把土举起时，铲车对地面的压强是多大？

（3）在这次推土、装土作业中，铲车发动机消耗的柴油为多少kg？（最后结果保留两位小数）

Answer 1

【答案】 (1) 2.5×105N(2) 5×105Pa (3) 0.08kg

【解析】

（1）先根据速度公式求出铲车在推土过程中的速度，然后根据P＝Fv求出牵引力，最后根据二力平衡的条件求出阻力；（2）先根据G＝mg求出铲车和土的总重力，水平面受到的压力等于其重力，然后根据P＝求出铲车对地面的压强；（3）先根据W＝Pt求出铲土机做的功，然后根据机械效率的变形公式求出柴油完全燃烧放出的热量，最后根据Q放＝mq求出柴油的质量．

(1)铲车在推土过程中的速度：v＝＝0.6m/s；由P＝Fv可知,牵引力：F＝＝2.5×105N；因为铲车在铲土过程中受平衡力作用,因此牵引力和阻力是一对平衡力,即f＝F＝2.5×105N；(2)铲车和土的总重力：G总＝(8.5×103kg+1.5×103kg)×10N/kg＝105N；因为地面受到的压力等于铲车和土的总重力，所以在把土举起时，铲车对地面的压强：p＝＝5×105Pa；(3)铲土机做的功：W＝Pt＝150000W×5s＝7.5×105J；由η＝可知,Q放＝ ＝2.2×106J；由Q放＝mq可得,m＝≈0.08kg.

答：(1)在推土过程中,铲车受到的阻力为2.5×105N；(2)在把土举起时,铲车对地面的压强是5×105Pa；(3)在这次推土、装土作业中，铲车发动机消耗的柴油为0.08kg.