Question

（2010?內鄉縣二模）在各地農村的“村村通”建設中，推土機發揮了重要作用．如圖所示是TY160型履帶式推土機，其發動機額定功率為120kW，質量為1.5x10⁴kg，每條履帶與地面的接觸面積為1.25m²．取g=10N/kg，求：
（1）推土機安裝履帶主要是為了

增大受力面積，從而減小對地面的壓強

，履帶上凸出的棱的作用是

增大接觸面的粗糙程度，從而增大摩擦力

．
（2）推土機的“心臟”是柴油機，柴油機工作過程中

做功

沖程將內能轉化為機械能．
（3）求推土機對水平地面的壓強；
（4）求當推土機以額定功率在平直的場地上以5.4km/h的速度勻速前進時推土機所受到的阻力．
（5）若推土機把一塊體積為2.4m³的石塊沿斜坡推到高5m的山坡上，則推土機對石塊做功為多少？（石塊的密度為2.5×10³ kg/m³）

Answer 1

分析：①在壓力大小不能改變的情況下，增大受力面積可以減小壓強；減小受力面積可以增大壓強；在壓力大小不能改變的情況下，增大接觸面的粗糙程度可增大摩擦．
②內燃機的一個工作循環，經過四個沖程，吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程．吸氣沖程和排氣沖程中沒有能量的轉化．壓縮沖程中，機械能轉化為內能；做功沖程中，內能轉化為機械能．
③已知推土機的質量，根據重力計算公式G=mg可求出它所受的重力．推土機對地面的壓力等于推土機的重力，根據公式P=

F

S

可求對地面的壓強．
④因為是勻速前進，利用功率公式 P=

W

t

和功的公式W=Fs，結合速度公式，分析求解．
⑤根據石塊的密度和體積可求得其質量，利用G=mg可知其重力，當推土機以額定功率進行推土作業時，且在平直的場地上勻速前進，根據二力平衡和功的公式W=Fs分析求解．

解答：解：（1）推土機安裝履帶．這是在壓力大小不能改變的情況下，通過增大受力面積可以減小壓強；
履帶上凸出的棱，這是在壓力大小不能改變的情況下，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的．
故答案為：增大受力面積，從而減小對地面的壓強；增大接觸面的粗糙程度，從而增大摩擦力． 
（2）燃氣對活塞做功是做功沖程，是內能轉化為機械能．
故答案為：做功．  
（3）推土機的重力為：G=mg=1.5×10⁴kg×10N/kg=1.5×10⁵N    
推土機履帶與地面的接觸面積：S=2×1.25m²=2.5m²
推土機對水平地面的壓強為；p=

F

S

=

1.5×105N

2.5m2

=6×10⁴ Pa．   
答：推土機對水平地面的壓強為6×10⁴ Pa．
（4）當推土機以額定功率進行推土作業時，
則：P=120kw=1.2×10⁵w
v=5.4km/h=1.5m/s
推土機的牽引力F=

P

v

=

1.2×105W

1.5m/s

=8×10⁴N
又∵在平直的場地上勻速前進
∴摩擦力f=F=8×10⁴N．
答：勻速前進時推土機所受到的阻力為8×10⁴N．
（5）石塊的重力為：G=mg=ρ_石vg=2.5×10³ kg/m³×2.4m³×10N/kg=6×10⁴ N．
推土機對石塊做的功為：W=FS=GH=6×10⁴ N×5m=3×10⁵J．
答：則推土機對石塊做功為3×10⁵J．

點評：本題考查壓強的計算和增大、減小壓強的方法，關鍵是公式及其變形的靈活運用，要知道在水平面上物體對水平面的壓力等于物體自身的重力．本題的計算公式中的物理量，應認真分析題干，從中得出已知數據，特別注意題干中的隱含條件，如：履帶式推土機、以額定功率進行推土、勻速前進．考查了學生綜合分析獲取信息的能力．