Question

（2011?青铜峡市一模）（物理选修2-2）
（1）如图为电冰箱的工作原理图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．那么，下列说法中正确的是

BC

A．在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量
B．在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量
C．在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量
D．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量
（2）如图所示，一个半径为R的均质金属球上固定着一根长为L的轻质细杆，细杆的左端用铰链与墙壁相连，球下边垫上一块木板后，细杆恰好水平，而木板下面是光滑的水平面．由于金属球和木板之间有摩擦（已知摩擦因素为μ），试求：要将木板从球下面向右抽出时，至少需要为水平拉力F的大小．

Answer 1

分析：（1）根据热力学第一定律，当气体迅速膨胀时吸收热量，被迅速压缩时放出热量．冰箱通过强迫制冷剂在冰箱内外的管道中循环将箱内热量带出箱外．
（2）以球和杆为对象，以O为转轴，摩擦力、支持力力矩和重力的力矩恰好平衡时，木板刚能从球下面向右抽出．由力矩平衡求出此时摩擦力，根据木板平衡求出拉力．

解答：解：（1）A、B在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩，温度升高，放出热量．故A错误，B正确．
         C、D在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀，温度降低，吸收热量．故C正确，D错误．
故选BC
    （2）以球和杆为对象，对转轴O的力矩平衡，设木板拉出时给球体的摩擦力为f，支持力为F_N，重力为G，
则得力矩平衡方程为：
     fR+F_N（R+L）=G（R+L）           ①
  球和板已相对滑动，故：f=μF_N        ②
    解①②可得：f=

μG(R+L)

R+L+μR

  再对木板的平衡，F=f=

μG(R+L)

R+L+μR

．
故本题答案是：
（1）BC，
（2）

μG(R+L)

R+L+μR

．

点评：运用力矩平衡解题时关键抓住两点：一是分析除转轴外物体受力；二是寻找各力对转轴的力臂．