Question

13．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)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)部壓力為4×10⁴牛時(shí)，石板恰好被頂起．
（1）高壓氣瓶向氣墊內(nèi)充氣時(shí)，氣瓶?jī)?nèi)的氣體的內(nèi)能變小，密度變�。ň�選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（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；氣瓶?jī)?nèi)的氣體質(zhì)量減少、體積不變，利用ρ=$\frac{m}{V}$可得氣瓶?jī)?nèi)的氣體密度變化；
（2）氣墊對(duì)石板支持力為動(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求動(dòng)力臂的大�。�

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)能變小，溫度降低；氣瓶?jī)?nèi)的氣體質(zhì)量減少、體積不變，由ρ=$\frac{m}{V}$可知?dú)馄績(jī)?nèi)的氣體密度變�。�
（2）將石板當(dāng)做杠桿如下圖：

氣墊對(duì)石板的支持力：F=F_壓=4×10⁴N，
由杠桿平衡條件可得：F×OA=G×$\frac{L}{2}$，
即：4×10⁴N×OA=6×10⁴N×1m，
解得：OA=1.5m．
答：（1）變��；變小；
（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)有內(nèi)能變化和密度變化分析、杠桿示意圖的畫(huà)法、杠桿平衡條件等．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．