十七世纪,法国科学家帕斯卡通过实验得出了液体传递压强的规律;加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递.这个规律叫帕斯卡定律.
人们根据帕斯卡定律制成了油压千斤顶、水压机、榨油机等液压机.图甲为液压机的原理图,假设小活塞的横截面积为S1,加在小活塞上的向下的压力是F1,那么小活塞对液体的压强p=.根据帕斯卡定律,这个液体将被大小不变地传递给大活塞.所以大活塞上的压强也等于p,如果大活塞的截面积为S2,那么在大活塞上产生向上的压力F2=pS2,把代入上式可得:F2=S2或=.
(1)简要说明使用液压机的好处?
(2)现在有一个油压千斤顶,有关的尺寸如图乙所示.如果希望在手柄上用20牛的方向下压时就能在活塞上举起1吨的重物,大活塞的直径至少为多少?
网友回答
解:
(1)使用液压机的好处是可以省力;
(2)在乙图中,F=20N?? L1=6cm=0.06m?L2=60cm=0.6m?? m=1t=1000kg?? d1=1cm=0.01m
∵F1L1=F2L2,
∴作用在小活塞上的压力为F1===200N;
小活塞的横截面积为S1=π?()2=3.14×()2=7.85×10-5m2,
物体对大活塞的压力为F2=G=mg=1000kg×9.8N/kg=98000N,
∵=,
∴大活塞的横截面积为S2==≈0.04m2.
答:(1)可以省力;
(2)大活塞的横截面积约为0.04m2.
解析分析:(1)使用液压机时,大活塞横截面积是小活塞横截面积的几倍,加在大活塞上的压力就是小活塞上的几倍;
(2)已知作用在手柄上的压力,根据杠杆平衡条件可以得到对小活塞的压力;已知物体质量,可以得到重力;已知小活塞的直径,可以得到横截面积;已知作用在小活塞上的压力、小活塞的横截面积和大活塞上的物重,根据液压机工作原理得到大活塞的横截面积.
点评:此题考查的是液压机的工作原理和实际应用,体现了物理规律对社会生活的指导作用.