Question

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，氣墊放人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，當氣墊氣壓高達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，氣瓶內的氣體溫度

降低

，內能

減少

．
（2）如果高壓起重氣墊在5s內可將10⁵ N的重物舉高0.1m，則其功率是多少？
（3）氣墊恰好頂起石板時，氣墊的中心離石板右端的支點O多遠？

Answer 1

分析：（1）做功改變物體的內能時，物體對外做功，內能會變��；
（2）已知重物的重力G=10⁵ N，舉高h=0.1m，根據W=Gh可求出做的功，再已知時間t=5s，根據P=

W

t

可求出功率；
（3）已知氣墊氣壓10⁶Pa，氣墊和石板的接觸面積是400cm²．根據F=PS可求出氣墊對石板的壓力，將石板當做杠桿，根據杠桿的平衡條件可求出氣墊的中心離石板右端的距離．

解答：解：（1）高壓氣瓶向氣墊內充氣時，氣體膨脹對外做功，內能減小，溫度降低．
（2）高壓起重氣墊做功：W=Gh=10⁵ N×0.1m=10000J，
功率為：P=

W

t

=

10000J

5s

=2000W．
（3）將石板當做杠桿如圖：

氣墊對石板的壓力：F=PS=10⁶Pa×400×10^-4m²=40000N．
質地均勻的長方體石板，所以，重心在中心，根據杠桿的平衡條件：
氣墊的中心離石板右端的距離：F×OA=G×

L

2

，OA=

G× L 2

F

=

6×104N× 2m 2

40000N

=1.5m．
答：（1）降低  減少．
（2）高壓起重氣墊的功率是2000W．
（3）氣墊恰好頂起石板時，氣墊的中心離石板右端的支點1.5m．

點評：本題涉及到的知識面比較廣，有改變物體內能的方法，功的計算，功率的計算，壓強公式的運用，杠桿的應用等．解答本題的關鍵是要理清題意，一定要沉著應對，一步一步的分析，切不可急于求成．