Question

高壓起重氣墊是一種適合于地震救災(zāi)的起重工具，它由如圖甲所示的高壓氣瓶，氣管、閥門與氣墊連接而成，起重時(shí)，氣墊放人重物與地面的間隙之間，由高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣，氣墊在短時(shí)間內(nèi)可把重物舉起一定高度，如圖乙所示，質(zhì)地均勻的長(zhǎng)方體石板長(zhǎng)2m，重為6×10⁴N，當(dāng)氣墊氣壓高達(dá)10⁶Pa時(shí)，石板恰好被頂起，此時(shí)氣墊和石板的接觸面積是400cm²．

（1）高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時(shí)，氣瓶?jī)?nèi)的氣體溫度

降低

，內(nèi)能

減少

．
（2）如果高壓起重氣墊在5s內(nèi)可將10⁵ N的重物舉高0.1m，則其功率是多少？
（3）氣墊恰好頂起石板時(shí)，氣墊的中心離石板右端的支點(diǎn)O多遠(yuǎn)？

Answer 1

分析：（1）做功改變物體的內(nèi)能時(shí)，物體對(duì)外做功，內(nèi)能會(huì)變�。�
（2）已知重物的重力G=10⁵ N，舉高h(yuǎn)=0.1m，根據(jù)W=Gh可求出做的功，再已知時(shí)間t=5s，根據(jù)P=

W

t

可求出功率；
（3）已知?dú)鈮|氣壓10⁶Pa，氣墊和石板的接觸面積是400cm²．根據(jù)F=PS可求出氣墊對(duì)石板的壓力，將石板當(dāng)做杠桿，根據(jù)杠桿的平衡條件可求出氣墊的中心離石板右端的距離．

解答：解：（1）高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時(shí)，氣體膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能減小，溫度降低．
（2）高壓起重氣墊做功：W=Gh=10⁵ N×0.1m=10000J，
功率為：P=

W

t

=

10000J

5s

=2000W．
（3）將石板當(dāng)做杠桿如圖：

氣墊對(duì)石板的壓力：F=PS=10⁶Pa×400×10^-4m²=40000N．
質(zhì)地均勻的長(zhǎng)方體石板，所以，重心在中心，根據(jù)杠桿的平衡條件：
氣墊的中心離石板右端的距離：F×OA=G×

L

2

，OA=

G× L 2

F

=

6×104N× 2m 2

40000N

=1.5m．
答：（1）降低  減少．
（2）高壓起重氣墊的功率是2000W．
（3）氣墊恰好頂起石板時(shí)，氣墊的中心離石板右端的支點(diǎn)1.5m．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及到的知識(shí)面比較廣，有改變物體內(nèi)能的方法，功的計(jì)算，功率的計(jì)算，壓強(qiáng)公式的運(yùn)用，杠桿的應(yīng)用等．解答本題的關(guān)鍵是要理清題意，一定要沉著應(yīng)對(duì)，一步一步的分析，切不可急于求成．