Question

广州市现正在建设的新电视塔，包括发射天线在内塔高达610m，建成后将成为世界第一高塔，成为现代广州的代表建筑．在新电视塔的工地上有一块底面积为2m²、高为40cm、质量为2t的长方体大理石，一功率为20kW电动起重机用了25s将这块大理石送到20m高的6楼上．g=10N/kg．
求：
（1）大理石的密度．
（2）大理石与地面的接触面积为2m²时，对地面的压强多大？
（3）该电动起重机对大理石做了多少功？
（4）该电动起重机机械效率是多少？

Answer

（1）知道大理石的底面积和高，计算出它的体积，根据ρ=就可以算出它的密度；
（2）由大理石的质量计算出它的重力，已知与地面的接触面积，根据P=就可以计算出对地面的压强；
（3）起重机克服大理石的重力做功，即W=Gh；
（4）起重机克服重力做的功和消耗的电能之比就是起重机的机械效率，即η=×100%．
【解析】
（1）大理石的底面积为2m2、高为40cm，则它的体积为V=2m2×0.4m=0.8m3；
大理石的质量m=2t=2×103kg，因此大理石的密度为ρ===2.5×103kg/m3
答：大理石的密度是2.5×103kg/m3
（2）大理石的重力G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
与地面的接触面积为2m2时，对地面的压强P===1×104Pa
答：大理石与地面的接触面积为2m2时，对地面的压强1×104Pa．
（3）电动起重机将这块大理石送到20m高的6楼上，做的功为
W=Gh=2×104N×20m=4×105J
答：该电动起重机对大理石做了4×105J的功．
（4）起重机消耗的电能W电=Pt=20×103W×25s=5×105J
∴电动机的机械效率η=×100%=×100%=80%．
答：该电动起重机机械效率是80%．