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“加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递”,这个规律叫做帕斯卡...

“加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递”,这个规律叫做帕斯卡定律.在图所示的连通器中,如果活塞的质量和液体本身所受的重力可以忽略不计,根据帕斯卡定律可以推得,作用在大、小活塞上的力和大、小活塞的面积有以下关系:manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网
根据这一关系式:如果小活塞的面积较小,那么在小活塞上加一个较小的力,就可以在大活塞上得到一个较大的力.“液压千斤顶”就是根据帕斯卡定律制成的.
图所示的是液压千斤顶的剖面图.它是汽车等运输机械常备的维修工具,只要对杠杆施加一个不大的作用力F,就可以把一辆汽车顶起来而便于更换和修理轮胎.如果图示的千斤顶的大活塞面积是40cm2,小活塞面积是5cm2,杠杆上的OA=manfen5.com 满分网OB.请回答:
(1)使用中发现,压下杠杆时,虽然能把一个重物顶起来,但一放手,重物又降了下来,不能把重物长时间顶住.这说明图示的千斤顶有一个零件损坏或丢掉了.请你画一个零件补在相应的位置上,达到被顶起的重物不再降下来的目的(在图上画出示意图即可).
(2)若修好了的液压千斤顶的机械效率为80%,使用时,假设大活塞刚好顶在重物的重心竖直线的位置上.若要在1min内把1t的重物顶起3cm,则维修人员消耗的平均功率和加在杠杆B端的力分别是多大?(取g=10N/kg)

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(1)压下杠杆时,虽然能把一个重物顶起来,但一放手,重物又降了下来,不能把重物长时间顶住,是因为液体回流,可以补上一个单向阀门,当放手后左边容器内的液体不能回到右边容器中,这样就可以把重物长时间顶住; (2)知道重物的质量,利用重力公式求重物重力,再利用W=Gh求大活塞做的功;知道千斤顶的机械效率,可求维修人员做的功;又知道做功时间,利用功率公式求维修人员消耗的平均功率; 知道大活塞的面积S大=8S小,可求小活塞移动的距离,根据力臂关系可求动力移动距离,再利用功的公式求在B点施加的力. 【解析】 (1)一放手,重物又降了下来,不能把重物长时间顶住,是因为液体回流,应补上一个单向阀门,位置如图所示; (2)要把重物顶起来,大活塞做的功: W大=Gh=mgh=1000kg×10N/kg×0.03m=300J, 维修人员做的功: W人===375J, 维修人员消耗的平均功率: P人===6.25W, ∵大活塞的面积S大=8S小,活塞移动了3cm,小活塞移动24cm, ∵OA=OB, 动力移动的距离: S=24cm×5=120cm=1.2m, ∵W人=FS=375J, ∴F===312.5N. 答:(1)如图所示; (2)维修人员消耗的平均功率为6.25W;加在杠杆B端的力分别是312.5N.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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