如图所示的活塞式抽水机从井中打水.若井中水面到活塞的距离约为5m,活塞的横截面积为80cm2,已知力臂L2=12cm,OA长50cm.(不计活塞连杆和柄的重力,不计活塞与圆筒的摩擦,大气压取105Pa)?
(1)图中柄AOB实际上是一个________杠杆(填“等臂”“省力”或“费力”),小明想用最小的动力作用在杠杆AOB上把水压出,请在图中A处画出动力F1的方向.
(2)要使该活塞式抽水机抽出水,小明作用在A处的最小动力F1至少为________N.
(3)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,这样的目的是________;活塞式抽水机工作过程如下图所示,合理的顺序是________.
网友回答
解:(1)杠杆AOB在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂最长时,动力最小.由图可知最长动力臂是OA,这样作一个力与OA垂直,这个力的力臂就是OA,这个力就是最小力F1.如图:
(2)阻力F2=PS=105Pa×80×10-4m2=800N;
根据杠杆平衡条件:F1×L1=F2×L2,
F1===192N;
(3)因为活塞式抽水机是利用大气压来工作的,所以活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,将里面空气排出,同时增加活塞与圆筒密闭性,当活塞上移时,活塞下边才能出现真空,这样大气压才能把水压入圆筒;所以活塞式抽水机工作过程是:先向圆筒内灌入几杯水,将里面空气排出,活塞上移,阀门A关闭,活塞出现真空,水冲开阀门B进入圆筒,然后活塞下移,阀门B关闭,水冲开阀门A进入到活塞上面,然后活塞上移,阀门A关闭,活塞出现真空,水冲开阀门B进入圆筒,活塞上面的水进入出水管,所以合理的顺序是丙甲乙.
故