Question

普通玻璃是由熾熱的玻璃液體冷卻后形成的，我們教室的窗戶玻璃又是由大塊的平板玻璃切割下來的．大型平板玻璃生產工藝是著名的玻璃生產商皮爾金頓受到油滴在水面均勻分布開來的啟示，組織科研人員攻關而發明的“浮法平板玻璃”工藝流程．（g=10N/kg）
（1）該工藝關鍵是找到了能夠浮起玻璃的一種溶液，你認為這種液體應該具備怎樣的物理特性（說出一點）．
（2）若一塊冷凝后的玻璃板長2m，寬1.5m，厚5mm，密度為2.5×10³kg/m³，這塊玻璃的質量有多少？
（3）吊運玻璃一般用真空吸盤吊車，若當時大氣壓為1個標準大氣壓，則吸盤的面積至少是多少？
（4）若電動機對繩的拉力為250N，玻璃上升的速度是20cm/s，求吊車提升玻璃時的機械效率和功率．

Answer 1

解：（1）要讓玻璃浮在液體面上，溶液的密度大于玻璃的密度；并且液體的沸點要高于熾熱玻璃液體的溫度；
（2）平板玻璃的質量m=ρv=2.5×10³kg/m³×1.5m×2m×0.005m=37.5kg；
（3）平板玻璃重：
G=mg=37.5kg×10N/kg=375N，
能吊起時，平板玻璃受到的拉力：
F=ps≥G，即：1×10⁵Pa×s≥375N，
∴s≥3.75×10^-3m²；
（4）吊車提升玻璃時的機械效率η=====75%；
功率P=FV=250N×2×0.2m/s=100W．
答：（1）溶液應具備密度比液體的密度大、沸點比玻璃溫度高的特點；
（2）這塊玻璃的質量有37.5kg；
（3）吸盤的面積至少是3.75×10^-3m²；
（4）吊車提升玻璃時的機械效率和功率分別為75%和100W．
分析：（1）從液體的密度和沸點兩方面分析；
（2）知道平板玻璃的體積和密度，利用密度公式求平板玻璃的質量，
（3）再利用重力公式求平板玻璃的重力；能吊起時，平板玻璃受到的拉力至少等于平板玻璃重，而平板玻璃受到的拉力根據F=ps求出，據此求出吸盤的最小面積；
（4）已知拉力的大小和動滑輪上繩子的段數，根據公式η===可求機械效率；
知道玻璃上升的速度，可求拉力F的速度，根據公式P=FV可求吊車提升玻璃時功率的大小．
點評：本題考查了學生對密度公式、重力公式、壓強公式、功的公式的掌握和運用，知識點多、綜合性強，要求靈活選用公式分析計算．