Question

有一种气垫起重装置，如图，它由高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。起重时，气垫放入重物与地面的间隙之间，由高压气瓶向气垫内充气，气垫在短时间内可把重物举起一定高度。

（1）高压气瓶向气垫内充气时，气瓶内的气体温度        ，内能        。

（2）如果高压起重气垫在5s内可将10⁵N的物体举高0.1m，则其功率为多大。

（3）质地均匀的长方体石板长为2m、重为6×10⁴N。当气垫内最高气压比外界高10⁶Pa时，石板恰好被顶起，此时气垫和石板的接触面是边长为20cm的正方形。

气垫恰好顶起石板时，气垫的中心至少离石板左端的支点O多远？

 

Answer 1

【答案】

（1）降低、减小（2）2000w  (3) L₁=1.5m

【解析】（1）高压气瓶向气垫内充气时，气体会对外做功，内能转化为机械能，气瓶内的气体的内能减小，温度降低；

（2）高压起重气垫克服重力做的功W=Gh=10⁵N×0.1m=10⁴J；

则P=W /t =10⁴J /5s =2000W；

（2）①如图，阻力臂为OB，动力臂为OA，OA=2OB=2m，

②F=pS=10⁶Pa×400×10^-4m²=4×10⁴N，

∵F×OA=G×OB，∴OA=G×OB/ F =6×10⁴N×1m/ 4×10⁴N =1m．