Question

17．2015年4月25日14時(shí)11分，尼泊爾（北緯28.2度，東經(jīng)84.7度）發(fā)生8.1級(jí)地震，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失．地震發(fā)生后，珠穆朗瑪峰北坡海拔約7000米處發(fā)生雪崩，積雪在加速下滑的過程中，能量的轉(zhuǎn)化情況是重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．雪崩過程中的速度有可能達(dá)到90m/s，合324km/h．中國國際救援隊(duì)前往尼泊爾參與救援時(shí)采用了一種如圖所示的救援設(shè)備，重物是一塊均勻長方體石板，重20000N，氣袋與石板的接觸面積是40dm²，為了抬起石板，氣袋對(duì)石板A端施加的力至少為10000N，氣袋內(nèi)的氣壓至少是2.5×10⁴Pa（不考慮大氣壓）．若要把石板A點(diǎn)升高10cm，至少要對(duì)它做功1000J．

Answer 1

分析 （1）積雪下滑過程中將重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；利用1m/s=3.6km/h換算速度單位；
（2）利用杠桿平衡條件結(jié)合力臂最大時(shí)，所用力最小，求出抬起的最小動(dòng)力；利用P=$\frac{F}{S}$求壓強(qiáng)；根據(jù)W=Fs求功．

解答 解：（1）積雪在加速下滑的過程中，高度減小，重力勢能減小，速度變大，動(dòng)能變大，將重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
因?yàn)?m/s=3.6km/h，所以90m/s=90×3.6km/h=324km/h；
（2）設(shè)長石板的長度為2L，石板對(duì)氣袋的壓力為F，對(duì)氣袋的壓強(qiáng)為P，接觸面積為S，
根據(jù)杠桿的平衡原理可得：G•L=2L•F，
則F=$\frac{GL}{2L}$=$\frac{20000N×L}{2L}$=10000N；
氣袋內(nèi)的壓強(qiáng)為：P=$\frac{F}{S}$=$\frac{10000N}{40×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=2.5×10⁴Pa，
重物一端抬高0.1m，則重心上升的高度為h=0.05m，
所以做功為W=Fh=10000N×0.1m=1000J．
故答案為：重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；324；10000；2.5×10⁴； 1000．

點(diǎn)評(píng) 該題考查學(xué)知識(shí)較多一定要注意分析，找到對(duì)應(yīng)量結(jié)合公式分步求解是關(guān)鍵．