Question

11．如圖甲所示，貨物質(zhì)量為120kg，底面積為1.2m²．現(xiàn)在用乙圖水平叉臂面積是1m²電動叉車將它提升，從A點勻速豎直提升到B點，再從B點勻速水平移動到達C點，所用時間及各點間距離如圖丙所示（g=10N/kg）

（1）貨物放在叉臂上靜止時對叉臂的壓強是多少？
（2）A到C的過程，叉車對貨物做的功是多少？
（3）裝卸工人站在地面改用滑輪組將貨物提升同樣的高度，請畫出圖丁中滑輪組的繞線．
（4）工人用滑輪組提升重物到2m處，所用拉力500N，時間20s，拉力做功的功率是多少？
（5）一輛重力為16000N的汽車以36km/h的速度勻速直線運動，已知發(fā)動機的功率是60kW，10min 內(nèi)汽車發(fā)動機做了多少功？

Answer 1

分析 （1）貨物放在叉臂上靜止時，貨物對叉臂的壓力等于貨物的重力，受力面積為水平叉臂面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出貨物對叉臂的壓強；
（2）A到C的過程，叉車對貨物支持力只在A到B過程做功，勻速上升時支持力和物體的重力相等，根據(jù)W=Fs=Gh求出叉車對貨物做的功；
（3）由工人站在地上可知拉力方向向下，繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，據(jù)此滑輪組的繞線；
（4）由圖可知n=3，根據(jù)s=nh求出繩端移動的距離，再根據(jù)W=Fs計算拉力做的功，最后根據(jù)功率定義式計算拉力做功的功率；
（5）已知發(fā)動機的功率和工作時間，利用W=Pt計算發(fā)動機所做的功．

解答 解：（1）貨物放在叉臂上靜止時，貨物對叉臂的壓力：
F=G=mg=120kg×10N/kg=1200N；
受力面積為水平叉臂面積，即S=1m²，
貨物對叉臂的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1200N}{1{m}^{2}}$=1200Pa；
（2）由圖丙可知，A到C過程中，叉車對貨物的支持力方向向上，所以叉車只在A到B過程做功，則叉車對貨物做的功為：W=Fs₁=Gh=1200N×1m=1200J；
（3）裝卸工人站在地面上，則拉力方向應該向下，繩子應先系在動滑輪上面的掛鉤上，然后再繞過上面的定滑輪再向下繞到動滑輪上，依次反復繞．如圖所示：

（4）由上圖可知n=3，則繩端移動的距離：s=3h=3×2m=6m，
拉力做的功：W=F_拉s=500N×6m=3000J；
拉力做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3000J}{20s}$=150W；
（5）已知發(fā)動機的功率P′=60kW=6×10⁴W，時間t′=10min=600s，
則汽車發(fā)動機做的功：W′=P′t′=6×10⁴W×600s=3.6×10⁷J．
答：（1）貨物放在叉臂上靜止時對叉臂的壓強是1200Pa；
（2）A到C的過程，叉車對貨物做的功是1200J；
（3）如上圖所示；
（4）拉力做功的功率是150W；
（5）10min 內(nèi)汽車發(fā)動機做功為3.6×10⁷J．

點評 本題綜合考查了重力、壓強、功和功率的計算，還考查了滑輪組的組裝方法，涉及的知識點比較多，有一定難度．