Question

【題目】2016年4月16日，日本九州熊本縣發(fā)生地震，震級7.3級，厄瓜多爾發(fā)生里氏7.8級強(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、閥門與氣墊連接而成．起重時，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)地均勻的長方體石板長2m，重為6×104N，當(dāng)氣墊內(nèi)最高氣壓比外界高106Pa時，石板恰好被頂起，此時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，氣瓶內(nèi)的氣體內(nèi)能____________，溫度____________．

（2）氣墊恰好頂起石板時，氣墊的中心離石板右端的支點(diǎn)O至少多遠(yuǎn)___________？

Answer 1

【答案】 減小 降低 1.5m

【解析】高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時，氣體會對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，氣瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減小，溫度降低。

將石板看作杠桿，以石板一端為支點(diǎn)O，氣墊的中心為A點(diǎn)，根據(jù)可得，氣墊對石板的支持力F=PS=106Pa×400×10-4m2=4×104N，

根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2得： F×OA=G×

則

答：（1）高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時，氣瓶內(nèi)的氣體內(nèi)能減小，溫度降低。

（2）氣墊恰好頂起石板時，氣墊的中心離石板右端的支點(diǎn)O至少1.5m。