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(2013?广州)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.
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=
F
S
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=
W
t
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.
解答: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=
F
S
=
6000N
1m2
=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=
W
t
=
6000J
10s
=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=
W
η
=
6000J
30%
=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.
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.
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