题目内容
10.(1)为保护锅炉安全,圆柱体A的重力不能超过多少;
(2)若“T”形阀门B受到向下的压力为30N,ODC杆处于水平平衡,此时浮球C浸入水中体积是多少;
(3)按照这个设计,在锅炉加热后,将出现一些问题,请你通过计算说明.
分析 (1)以A为研究对象,对其进行受力分析,根据公式p=$\frac{F}{S}$及力的平衡知识分析即可;
(2)根据杠杆的平衡条件求出球所受浮力,从而可得球浸入水中的体积;
(3)锅炉内气压增高,水将会被压入调控水箱,无法注水.
解答 解:(1)以圆柱体A为研究对象,A刚好被顶起时,G+F大气=F气
由p=$\frac{F}{S}$得,F=pS,设圆柱体A的横截面积为S,
则mg+p0S=pS
m=$\frac{(p-{p}_{0})S}{g}$=$\frac{(1.2-1.0)×1{0}^{5}Pa×10×1{0}^{-4}{m}^{2}}{10N/kg}$=2.0kg,
所以G=mg=2.0kg×10N/kg=20N;
(2)“T”形阀门B受到向下的压力为30N,ODC杆处于水平平衡,根据杠杆的平衡条件:
F•OD=F浮•OC
F浮=$\frac{F•OD}{OC}$=$\frac{30N×2cm}{28cm+2cm}$=2N;
由F浮=ρ液gV排得,球浸入水中的体积:
V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10-4m3;
(3)由于加热过程中调控水箱与锅炉体始终是连通的,随着锅炉内温度的升高,锅炉内水面上方气压升高,当气压升高到1.2×105Pa时,导致锅炉内水被压入调控水箱,由p=ρ液gh得,使调控水箱表面的水比炉体内水高:
△h=$\frac{△p}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.2×1{0}^{5}Pa}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2m,
使得阀门B不能打开,无法继续注水.
答:(1)为保护锅炉安全,圆柱体A的重力不能超过20N;
(2)若“T”形阀门B受到向下的压力为30N,ODC杆处于水平平衡,此时浮球C浸入水中体积是2×10-4m3;
(3)按照这个设计,在锅炉加热后,阀门B不能打开,无法继续注水.
点评 本题是有关锅炉的工作原理问题,主要考查了力的平衡、压强公式、浮力公式及杠杆平衡条件的应用,关键能够读懂题意,理解锅炉的工作原理.
| 容积 | 4.5L |
| 额定电压 | 220V |
| 保温功率 | 80W |
| 加热功率 | 500W |
(2)该电热锅处于高温档正常工作42min时消耗多少电能?
(3)该电热锅处于高温档正常工作42min使4.5L的水温度升高54℃,那么电热锅的加热效率为多少?[c水=4.2×103J/(kg•℃)].
| A. | 施力物体不一定是受力物体 | |
| B. | 两个不接触的物体之间一定没有力的作用 | |
| C. | 物体不受力,运动状态一定不改变 | |
| D. | 物体运动状态不变,一定没有受到力的作用 |
| A. | 中学生跑800m所用时间为8min | B. | 一本物理课本的质量约为5kg | ||
| C. | 比较舒适的环境温度约为5℃ | D. | 教室门的高度约为2m |