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，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，氣瓶內(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)地均勻的長方體石板長為2m、重為6×10⁴N．當(dāng)氣墊內(nèi)最高氣壓比外界高10⁶Pa時，石板恰好被頂起，此時氣墊和石板的接觸面是邊長為20cm的正方形．氣墊恰好頂起石板時，氣墊的中心至少離石板左端的支點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阻力臂是指支點到阻力作用線的距離；
②求出動力大小，知道阻力（石板重），結(jié)合杠桿平衡條件公式F₁l₁=F₂l₂求動力臂的大�。�
解答：解：
（1）高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時，氣體會對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，氣瓶內(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）氣瓶內(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O為1.5m．
點評：本題涉及到的知識面比較廣，有改變物體內(nèi)能的方法，功的計算，功率的計算，壓強公式的運用，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，一步一步的分析，切不可急于求成．