题目
某型号挖掘机的质量3000kg，两履带与地面接触的总面积1.5m2。挖掘机在6s内将装满铲斗质量为0.75t的泥石送到岸边，挖掘深度H=2m。（如图乙所示）（取g=10N/kg）求：
（1）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强多大？
（2）挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边，对泥土做功多少？
（3）若发动机的总功率是20kw，挖泥过程中挖掘机的机械效率多大？ |
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题型：计算题难度：中档来源：广东省中考真题
所属题型：计算题
试题难度系数：中档
答案
考点梳理
初中二年级物理试题“某型号挖掘机的质量3000kg，两履带与地面接触的总面积1.5m2。挖”旨在考查同学们对
重力的计算、
压强的大小及其计算、
功率的计算公式的应用、
有用功和额外功、
机械效率的计算、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
此练习题为精华试题，现在没时间做？添加到收藏夹，以后再看。
根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。
- 重力的计算
- 压强的大小及其计算
- 功率的计算公式的应用
- 有用功和额外功
- 机械效率的计算
考点名称：重力的计算
重力的计算公式：
物体所受的重力跟它的质量成正比，g=
，G=mg。（g=9.8N/g）
由于地球的吸引而产生的力，叫做重力。方向竖直向下。
地面上同一点处物体受到重力的大小跟物体的质量m成正比，用关系式G=mg表示。通常在地球表面附近，g取值为9.8牛每千克，表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛。(9.8牛是一个平均值)
物体的各个部分都受重力的作用。
重力公式为G=mg
重力的影响及应用：
重心的影响因素
1）物体的形状
2）质量的分布
重力方向的应用
1）重垂线：检查所砌的墙是否竖直。
2）水平仪：检查桌面或窗台是否水平。
3）弹簧测力计：用于测量力的大小。
重力与质量的区别和联系：
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质量 |
重力 |
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区别 |
概念 |
物体所含物质的多少 |
由于地球吸引而使物体受到的力 |
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符号 |
m |
G |
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量性 |
只有大小，没有方向 |
既有大小，又有方向 |
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单位 |
千克（kg） |
牛顿（N） |
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与地理位置的关系 |
与位置无关 |
与位置有关 |
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公式 |
m=ρV |
G=mg |
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测量工具 |
天平 |
测力计 |
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联系 |
重力与质量的关系是G=mg（g=9.8N/kg） |
考点名称：压强的大小及其计算
压强的定义
物体单位面积上受到的压力叫做压强，压强是反映压力作用效果的物理量，帕斯卡简称帕(符号是Pa)是国际制主单位，1Pa=lN／m2
压强的计算公式
一般，压强的计算公式为：P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米2，压力F单位是：牛;受力面积S单位是：米2。但液体和固体的压强是不一样的，
液体压强公式：P=ρgh 式中g=9.8N/kg 或g=10N/kg, h的单位是m , ρ的单位是kg/m^3; , 压强P的单位是Pa。
固体压强公式：P=F/S，F是压力，S是压力面积
影响压强大小相关的因素：
压强是单位面积上受到的压力大小，等于用压力除以受力面积，所以压强只与压力和受力面积有关。在压力不变的条件下，受力面积越大压强越小，在受力面积不变的条件下，压力越大压强越大。简单的说，大气压强是某一点(测量点)处垂直于地面的单位面积上的空气的质量(重量)，这就很好理解啦，大气包围着地球，大气圈的外表面是圆的，那么地球某处海拔越高则其上部的气柱越短(越轻)，反之亦然。 但地球上某点的大气压强又不是恒定不变的，变化的原因就是其上气柱的质量(重量)在变化，重量变化的原因是大气的流动。温度更低的大气流动过来则大气压强就会变大;温度更高的大气流动过来则大气压强就会变小。这是因为温度高的大气的密度(重量)小，温度低的大气的密度(重量)大。
对压强公式P=F/S的理解
1.此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。
2.此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m2。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m2时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。
3.一张报纸平放时对桌子的压强约0.5Pa。成人站立时对地面的压强约为1.5×104Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1.5× 104N。
4.公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成p=G/S，而应先注明F=G得：P=F/S=G/S。
5.公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。
6. 由公式推导出F=pS和S=F/P,可用于计算压力和受力面积的大小。
考点名称：功率的计算公式的应用
单位时间里完成的，叫做功率，表示作功快慢程度的物理量，通常用P表示，故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。
功率的计算公式及单位
电功率计算公式：P=W/t =UI;在纯电阻电路中，根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到：P=I²R=(U²)/R。
在动力学中：功率计算公式：1.P=W/t(平均功率)2.P=FV;P=Fvcosa(瞬时功率)
因为W=F(f力)×S(s位移)(功的定义式)，所以求功率的公式也可推导出P=F·v：P=W /t=F*S/t=F*V(此公式适用于物体做匀速直线运动)
功率单位为瓦特，简称“瓦”，符号是“W”。W表示功，单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是“J”。“t”表示时间，单位是“秒”，符号是“s”。
功率计算公式的应用
例1：用杠杆来撬一重为2400 N的大石块，当手在5 s内用300 N的力按杠杆，将杠杆一端压下1.6 m，大石块被举高多少m?人做功的功率为多大?(不计杠杆的重力和摩擦)
思路导航：(1)解答此题的关键是能够想到功的原理，往往有同学会用杠杆原理来解答此题，存在这种错误的同学主要是没有正确理解什么是力臂，题中给出的1.6 m是动力沿动力的方向通过的距离，而不是动力臂，题中要求的大石块被举高的高度恰好就是阻力沿阻力方向通过的距离。人对杠杆做的功即动力对杠杆做的功W1=Fs=300 N×1.6 m=480 J(注意：F和s对应)，根据功的原理，W1=W2。
W2=G物h=2400 N×h. 480 J=2400×h，解得：h=0.2 m。
(2)人做功的功率就是动力做功的功率为96 W。
方法指导：利用杠杆做功时，在杠杆平衡的时候，根据功的原理和杠杆原理。
例2：关于功、功率，下列说法正确的是[ ]
A.机械的效率越高，做功越多
B.机械的效率越高，做功越快
C.机械的功率越大，做功越多
D.机械的功率越大，做功越快
思路导航：功率是表示做功的快慢，而不是做功多少的物理量；机械效率是表示有用功在总功中的比值，与做功的多少及功率的大小无关；所以本题的正确答案为D。
方法指导：这道题目包含了这章内容的三个重要的概念：功、功率、机械效率，只有真正理解了这些概念，才能准确的完成这道题。
例3：功率为30 kW，机械效率为60%的水泵，1 h内能把多少t的水从100 m深的矿井中抽到地面？（g取10 N/kg)
思路导航：本题既考查了功、功率、时间的关系，又考查了总功、有用功和机械效率的关系，利用水泵的功率，工作时间可以求出所做的总功W总=Pt，根据有用功、总功、机械效率的关系可以求出有用功W有=W总η，结合有用功的意义，在这里水泵对水所做的功就是有用功，即W有=G水h，这样就可以求出水的质量，解答过程如下：
W总=Pt=3×104 W×3600 s=1.8×108 J
W有=W总η=1.08×108 J×0.6=6.48×107 J（注意单位时统一）
W有=G水h
G水=6.48×105 N
m水=6.48×104 kg=64.8 t
方法指导：根据题中所给的已知条件来确定要选用的公式，同一个物理量可以通过好多途径来求，这就要求我们把学过的知识要能紧紧地联系在一起，做到灵活运用，融会贯通。
考点名称：有用功和额外功
有用功：物理学中的一种概念，是人们做的功中对人们有用的一部分，人们需要的有价值的功。做功中，有用功越大越好。
额外功：在物理学中，额外功与有用功是对立的，指其他无实用价值而又不得不做的功，叫额外功。
有用功和额外功的比较
有用功和额外功的区别
1、有用功是相对于总功来说的......
2、从做功的意义上来讲，就是人因需要而做的功叫做有用功，额外功是指人们在做功时，并不需要做，但是为了达到目的而不得不做的功.例如，人想要提水上楼，人对水做的功就是为了满足需要而做的，其大小等于水重乘以提升的高度。人在提水时，必须有盛水的容器，如水桶等，人在提升水的同时，也对容器做了功，而人对容器所做功并不是目的，但是又不得不做，因为没有容器，水是无法提升的，所以，人对容器所做的功是额外功，其大小等于 。
3、常见的额外功有：使用滑轮组时，克服轮与轴之间摩擦所做的功，还有克服滑轮的自重所做的功等。
4、克服摩擦所做的功并不一定都是额外功。
有用功和额外功计算公式归纳
考点名称：机械效率的计算
机械效率
机械效率是指任何机械本身都受到力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功。这时动力所做的总功等于有用功加额外功。机械效率用来衡量机械对机械能有效利用的程度，只考虑机械能传递过程中的摩擦损失，而不考虑由非机械能转变成机械能过程中的能量损失。
机械效率的计算公式
机械效率指有用功与总功的比值，用符号η表示，计算公式为η=W有/W总*100%，用符号η表示。
功、功率和机械效率的比较
影响机械效率的因素
1.从额外功考虑——机械自重、机械的摩擦影响机械效率。例如，我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水。
2.从有用功考虑——例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高。
