Question

【題目】2016年4月16日，日本九州熊本縣發生地震，震級7.3級，厄瓜多爾發生里氏7.8級強震，地震導致多處房屋坍塌．

高壓起重氣墊是一種適合于地震救災的起重工具，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充氣，氣墊在短時間內可把重物舉起一定高度．如圖乙所示，質地均勻的長方體石板長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積是400cm2．

（1）高壓氣瓶向氣墊內充氣時，氣瓶內的氣體內能____________，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O至少多遠___________？

Answer 1

【答案】 減小 降低 1.5m

【解析】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，氣瓶內氣體的內能減小，溫度降低。

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

根據杠桿平衡條件F1L1=F2L2得： F×OA=G×

則

答：（1）高壓氣瓶向氣墊內充氣時，氣瓶內的氣體內能減小，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O至少1.5m。