Question

5．2016年4月16日，日本九州熊本縣發(fā)生地震，震級(jí)7.3級(jí)，厄瓜多爾發(fā)生里氏7.8級(jí)強(qiáng)震，地震導(dǎo)致多處房屋坍塌．

高壓起重氣墊是一種適合于地震救災(zāi)的起重工具，它由如圖甲所示的高壓氣瓶，氣管、閥門(mén)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．如圖乙所示，質(zhì)地均勻的長(zhǎng)方體石板長(zhǎng)2m，重為6×10⁴N，當(dāng)氣墊內(nèi)氣壓比外界高10⁶Pa時(shí)，石板恰好被頂起，此時(shí)氣墊和石板的接觸面積是400cm²．
（1）高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時(shí)，氣瓶?jī)?nèi)的氣體內(nèi)能減少，溫度降低．
（2）氣墊恰好頂起石板時(shí)，氣墊的中心離石板右端的支點(diǎn)O至少多遠(yuǎn)？

Answer 1

分析 （1）做功可以改變物體的內(nèi)能，物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能減小，溫度降低；
（2）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出支持力為動(dòng)力，長(zhǎng)方體石板的重力為阻力，利用杠桿平衡條件公式F₁L₁=F₂L₂求解動(dòng)力臂的大小．

解答 解：（1）高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時(shí)，氣體會(huì)對(duì)外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，氣瓶?jī)?nèi)的氣體的內(nèi)能減小，溫度降低；
（2）將石板當(dāng)做杠桿如下圖：

根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可得氣墊對(duì)石板的支持力：
F=pS=10⁶Pa×0.2m×0.2m=4×10⁴N，
根據(jù)F₁L₁=F₂L₂得：F×OA=G×$\frac{L}{2}$，
則OA=$\frac{{G×\frac{L}{2}}}{F}$=$\frac{{6×{{10}^4}N×\frac{2m}{2}}}{40000N}$=1.5m．
答：（1）減�。唤档�；
（1）氣墊的中心至少離石板右端的支點(diǎn)O的距離為1.5m．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及到的知識(shí)有改變物體內(nèi)能的方法，力臂的畫(huà)法、杠桿的應(yīng)用等．解答本題的關(guān)鍵是要理清題意，結(jié)合相關(guān)知識(shí)做出判斷，難度不大．