Question

有一種氣墊起重裝置，如圖，它由高壓氣瓶、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充氣，氣墊在短時間內可把重物舉起一定高度。

（1）高壓氣瓶向氣墊內充氣時，氣瓶內的氣體溫度        ，內能        。

（2）如果高壓起重氣墊在5s內可將10⁵N的物體舉高0.1m，則其功率為多大。

（3）質地均勻的長方體石板長為2m、重為6×10⁴N。當氣墊內最高氣壓比外界高10⁶Pa時，石板恰好被頂起，此時氣墊和石板的接觸面是邊長為20cm的正方形。

氣墊恰好頂起石板時，氣墊的中心至少離石板左端的支點O多遠？

 

Answer 1

【答案】

（1）降低、減小（2）2000w  (3) L₁=1.5m

【解析】（1）高壓氣瓶向氣墊內充氣時，氣體會對外做功，內能轉化為機械能，氣瓶內的氣體的內能減小，溫度降低；

（2）高壓起重氣墊克服重力做的功W=Gh=10⁵N×0.1m=10⁴J；

則P=W /t =10⁴J /5s =2000W；

（2）①如圖，阻力臂為OB，動力臂為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．