Question

【題目】2017年8月8日21時，四川阿壩州九寨溝縣發生7.0級地震，挖掘機在這次抗震中發揮了很大的作用，某型號挖掘機的質量3 000 kg，兩履帶與地面接觸的總面積1.5 m2。挖掘機在6 s內將裝滿鏟斗質量為0.75 t的泥石送到岸邊，挖掘深度h＝2 m。(如圖乙所示)(g取10 N/kg)請回答：

(1)如圖甲所示的挖掘機和日常觀察到的挖掘機工作場景中包含著許多物理知識，例如：履帶有很粗的條紋，是為了增大摩擦。請你在挖掘機工作場景中尋找另一例物理現象，并用所學知識作解釋。

(2)挖掘機靜止在水平地面上不工作時，對地面的壓強多大？

(3)挖掘機每挖一次泥石并水平移送到岸邊，對泥石做功多少？(假設每次都裝滿鏟斗)

(4)若發動機的總功率是20 kW，挖泥過程中挖掘機的機械效率多大？

Answer 1

【答案】(1)履帶很寬，是為了在壓力一定時，增大受力面積減小壓強；挖斗的尖端有鋸齒狀，是為了在壓力一定時，減小受力面積增大壓強等；(2) 2×104 Pa；(3) 1.5×104 J；(4) 1.2×105 J；12.5%。

【解析】（1）履帶很寬，是為了在壓力一定時，增大受力面積減小壓強；挖斗的尖端有鋸齒狀，是為了在壓力一定時，減小受力面積增大壓強等；
（2）挖掘機靜止在水平地面上時，對地面的壓力：
對地面的壓強：
（3）挖掘機對泥土所做的有用功：

（4）挖掘機的發動機5s內做的總功：

挖掘機的機械效率：

答：（1）履帶很寬，是為了在壓力一定時，增大受力面積減小壓強（答案合理即可）；
（2）挖掘機靜止在水平地面上不工作時對地面的壓強為2×104Pa；
（3）挖掘機每挖一次泥石并水平移送到岸邊，對泥石做功為1.5×104J；
（4）若發動機的總功率是20kw，挖泥過程中挖掘機的機械效率為12.5%．