Question

有一種氣墊起重裝置，如圖，它由高壓氣瓶、氣管、閥門與氣墊連接而成．起重時(shí)，氣墊放入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．
（1）高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時(shí)，氣瓶?jī)?nèi)的氣體溫度______，內(nèi)能______．
（2）如果高壓起重氣墊在5s內(nèi)可將10⁵N的物體舉高0.1m，則其功率為多大．
（3）質(zhì)地均勻的長(zhǎng)方體石板長(zhǎng)為2m、重為6×10⁴N．當(dāng)氣墊內(nèi)最高氣壓比外界高10⁶Pa時(shí)，石板恰好被頂起，此時(shí)氣墊和石板的接觸面是邊長(zhǎng)為20cm的正方形．氣墊恰好頂起石板時(shí)，氣墊的中心至少離石板左端的支點(diǎn)O多遠(yuǎn)？

Answer 1

【答案】分析：（1）做功可以改變物體的內(nèi)能，物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能減小，溫度降低；
（2）利用W=Gh求做功大小，再利用公式P=求做功功率；
（3）①阻力臂是指支點(diǎn)到阻力作用線的距離；
②求出動(dòng)力大小，知道阻力（石板重），結(jié)合杠桿平衡條件公式F₁l₁=F₂l₂求動(dòng)力臂的大�。�
解答：解：
（1）高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時(shí)，氣體會(huì)對(duì)外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，氣瓶?jī)?nèi)的氣體的內(nèi)能減小，溫度降低；
（2）高壓起重氣墊克服重力做的功W=Gh=10⁵N×0.1m=10⁴J；
則P===2000W；
（2）①如圖，阻力臂為OB，動(dòng)力臂為OA，OA=2OB=2m，

②F=pS=10⁶Pa×400×10^-4m²=4×10⁴N，
∵F₁l₁=F₂l₂，
即：F×OA=G×OB，
∴OA===1.5m．
答：（1）氣瓶?jī)?nèi)的氣體溫度降低、內(nèi)能減��；
（2）如果高壓起重氣墊在5s內(nèi)可將10⁵N的物體舉高0.1m，則其功率為2000W；
（3）氣墊的中心至少離石板左端的支點(diǎn)O為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，杠桿的平衡條件等．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．