Question

項(xiàng)目	數(shù)值
整機(jī)重量（kg）	15000
標(biāo)準(zhǔn)斗容（m3）	0.6
額定功率（kW）	90
A最大挖掘高度	8400mm
B最大卸料高度	6000mm
C最大挖掘高度	5000mm
D履帶長	4000mm
履帶寬度	600mm
額定油耗	36L/h

如圖是某型號(hào)挖掘機(jī)的實(shí)物圖（甲）和作業(yè)范圍圖（乙）以及部分相關(guān)數(shù)據(jù)表．請(qǐng)回答下列問題：

（1）挖掘機(jī)停在水平地面不工作時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？
（2）鏟斗裝滿密度為1.8×l0³kg/m³的泥土?xí)r，泥土的總質(zhì)量是多少？若挖掘機(jī)在5s內(nèi)將這些泥土從最大挖掘深度處送到位于最高卸料高度的裝載車上，挖掘機(jī)對(duì)泥土至少要做多少功？挖掘機(jī)對(duì)泥土做功的功率是多少？
（3）已知柴油的密度為0.85×10³kg/m³，柴油的熱值是3×10⁷J/kg，則挖掘機(jī)正常工作時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？
（4）如果挖掘機(jī)的履帶陷入泥中較深時(shí)，怎樣只利用挖掘機(jī)支起履帶再利用木板將挖掘機(jī)駛出？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)挖掘機(jī)靜止在水平地面上不工作時(shí)的質(zhì)量可求出其重力，此時(shí)重力即為壓力，有履帶的長和寬可求出受力面積，然后利用壓強(qiáng)公式即可求出答案．
（2）已知泥土的密度，從表中數(shù)據(jù)可知鏟斗的容積，利用密度公式變形即可求出鏟斗內(nèi)泥土的質(zhì)量．
移送泥土的過程中，挖掘機(jī)對(duì)泥土所做的功．是指對(duì)泥土的重力做功，那么在重力的方向上移動(dòng)的距離是最大挖掘深度和最大卸料高度之和，然后利用W=Gh即可求出挖掘機(jī)對(duì)泥土所做的功．有時(shí)間和功根據(jù)P=

W

t

可求出挖掘機(jī)對(duì)泥土做功的功率．
（3）根據(jù)Q_放=mq可求出柴油完全燃燒放出的熱量，利用W=Pt求出有用功，再利用η=

W

Q放

可求出其發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．
（4）履帶陷入泥中較深時(shí)，在鏟斗下墊一塊木板，利用鏟斗的底端支起履帶，然后在履帶下墊上木板，將機(jī)器駛出．

解答：解：（1）F=G=mg=15000kg×10N/kg=1.5×10⁵N，
對(duì)地面的壓強(qiáng)P=

F

S

=

1.5×105N

2×4m×0.6m

=3.13×10⁴Pa．
答：對(duì)地面的壓強(qiáng)為3.13×10⁴Pa．
（2）m_泥=ρ_泥V=1.8×l0³kg/m³×0.6m³=1.08×10³kg，
G_泥=m_泥g=1.08×10³kg×10N/kg=1.08×10⁴N，
W=G_泥h=1.08×10⁴N×（6m+5m）×10N/kg=1.188×10⁶J，
P=

W

t

=

1.188×105J

5s

=2.376×10⁴W，
答：泥土的總質(zhì)量是1.08×10³kg；挖掘機(jī)對(duì)泥土至少要做1.188×10⁶J的功；挖掘機(jī)對(duì)泥土做功的功率是2.376×10⁴W．
（3）柴油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=ρvq=0.85×10³kg/m³×36×10^-3 m³×3×10⁷J/kg=9.18×10⁸J
W=Pt=90×10³W×3600s=3.24×10⁸J，
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：
η=

W

Q放

=

3.24×108J

9.18×108J

=35.3%．
答：挖掘機(jī)正常工作時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是35.3%．
（4）履帶陷入泥中較深時(shí)，在鏟斗下墊一塊木板，操縱鏟斗向下用力，則可將履帶前端向上提升，然后在履帶下墊上木板，即可將挖掘機(jī)駛出．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查學(xué)生對(duì)密度的計(jì)算，密度公式的應(yīng)用，功率的計(jì)算，熱量的計(jì)算，燃料的燃燒值等知識(shí)點(diǎn)的理解與掌握，此題涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，難度較大，屬于難題．認(rèn)真審題，從圖表中發(fā)現(xiàn)相關(guān)信息是解題的關(guān)鍵．