Question

10．“高壓起重氣墊”是一種起重工具，它由如圖甲所示的高壓氣瓶、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)的氣體溫度降低，內(nèi)能減�。�如果高壓起重氣墊在5s內(nèi)可將10⁵N的物體舉高0.1m，則其對(duì)物體做功的功率為2×10³W．
（2）圖乙中，質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方體石板長(zhǎng)為2m、重為6×10⁴N．當(dāng)氣墊恰好頂起石板時(shí)產(chǎn)生了4×10⁴N的支持力，氣墊的中心到石板右端的支點(diǎn)O的距離至少為1.5m．

Answer 1

分析 （1）做功可以改變物體的內(nèi)能，對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增大，溫度升高；物體對(duì)外做功，自身的內(nèi)能減小，溫度降低．
利用功的公式W=Gh可計(jì)算做功的多少，再利用P=$\frac{W}{t}$可計(jì)算功率的大小；
（2）結(jié)合已知條件，利用杠桿的平衡條件可代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，最終求出氣墊的中心到石板右端的支點(diǎn)O的距離．

解答 解：（1）高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時(shí)，氣瓶?jī)?nèi)的氣體對(duì)外做功，所以自身溫度降低，內(nèi)能減�。�
高壓起重氣墊做對(duì)物體的功：W=Gh=10⁵N×0.1m=10⁴J；
其對(duì)物體做功的功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1{0}^{4}J}{5s}$=2×10³W．
（2）將石板當(dāng)做杠桿如圖：

質(zhì)地均勻的長(zhǎng)方體石板，重心在中心B，
根據(jù)杠桿的平衡條件得：F×OA=G×$\frac{L}{2}$，
氣墊的中心離石板右端的距離：OA=$\frac{G×\frac{1}{2}L}{F}$=$\frac{6×1{0}^{4}N×\frac{1}{2}×2m}{4×1{0}^{4}N}$=1.5m．
故答案為：（1）降低；減小； 2×10³；（2）1.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了做功與物體內(nèi)能的改變，功、功率計(jì)算公式的運(yùn)用，以及杠桿平衡條件的應(yīng)用，綜合性強(qiáng)，是我們應(yīng)該重點(diǎn)掌握的．