高压起重气垫是一种适合地震救灾的起重工具.它有如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成.起重时,气垫放入重物与地面的间隙之间,由高压气瓶向气垫内充气,气垫在短时

发布时间:2020-07-29 20:04:18

高压起重气垫是一种适合地震救灾的起重工具.它有如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成.起重时,气垫放入重物与地面的间隙之间,由高压气瓶向气垫内充气,气垫在短时间内可把重物举起一定高度.
(1)高压气瓶向气垫内充气时,气瓶内的气体温度________,内能________.
(2)如果高压起重气垫在5s内可将105N的物体举高0.1m,则其功率为多少?
(3)图乙中,质地均匀的长方体石板长为2m、重为6×104N.当气垫内最高气压比外界高106Pa时,石板恰好被顶起,此时气垫和石板的接触面是边长为20cm的正方形.气垫恰好顶起石板时,气垫的中心至少离石板右端的支点O多远?

网友回答

解:(1)高压气瓶向气垫内充气时,气体膨胀对外做功,内能减小,温度降低.
(2)高压起重气垫做功:W=Gh=105?N×0.1m=10000J,
功率为:P===2000W.
(3)将石板当做杠杆如图:

气垫和石板的接触面积是S=a2=(20cm)2=400cm2=0.04m2
∵p=,
∴气垫对石板的压力:F=pS=106Pa×0.04m2=40000N.
质地均匀的长方体石板,重心在中心,根据杠杆的平衡条件:
气垫的中心离石板右端的距离:F×OA=G×,
OA==×=1.5m.
答:(1)降低;减少.
(2)高压起重气垫的功率是2000W.
(3)气垫恰好顶起石板时,气垫的中心离石板右端的支点1.5m.
解析分析:(1)做功改变物体的内能时,物体对外做功,内能会变小;(2)已知重物的重力G=105?N,举高h=0.1m,根据W=Gh可求出做的功,再已知时间t=5s,根据P=可求出功率;(3)已知气垫气压106Pa,气垫和石板的接触面的边长是20cm.根据F=pS可求出气垫对石板的压力,将石板当做杠杆,根据杠杆的平衡条件可求出气垫的中心离石板右端的距离.

点评:本题涉及到的知识面比较广,有改变物体内能的方法,功的计算,功率的计算,压强公式的运用,杠杆的应用等.解答本题的关键是要理清题意,一定要沉着应对,一步一步的分析,切不可急于求成.
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