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(1)使用這個高壓鍋時,鍋內(nèi)氣體達到的最大壓強是多少?
(2)若限壓閥的質(zhì)量增加m=10g,則在鍋蓋與鍋體的咬合處,鍋體對鍋蓋向下的最大作用力增大了多少?

分析 (1)鍋內(nèi)氣體達到最大壓強時,壓力閥受到鍋內(nèi)氣體產(chǎn)生的壓力等于自身的重力加上大氣產(chǎn)生向下的壓力,據(jù)此得出等式即可求出鍋內(nèi)氣體達到的最大壓強;
(2)限壓閥質(zhì)量增加時,鍋內(nèi)氣體壓強的增加量等于限壓閥增加的重力和出氣孔橫截面積的比值,根據(jù)F=pS求出鍋內(nèi)氣體對鍋蓋最大壓力的增加量,根據(jù)相互作用力得出鍋體對鍋蓋向下的最大作用力.

解答 解:(1)鍋內(nèi)氣體達到最大壓強時,壓力閥處于平衡狀態(tài),
壓力閥受到鍋內(nèi)氣體產(chǎn)生的壓力等于自身的重力加上大氣產(chǎn)生向下的壓力,
由p=FS可得:pS0=m0g+p0S,
則鍋內(nèi)氣體達到的最大壓強:
p=m0gS0+p0=70×103kg×10N/kg10×106m2+105Pa=1.7×105Pa;
(2)限壓閥的質(zhì)量增加m=10g時,鍋內(nèi)氣體最大壓強的增加量:
△p=GS0=mgS0=10×103kg×10N/kg10×106m2=1×104Pa,
實際鍋蓋的受力面積為:
△S=S-S0=260×10-4m2-10×10-6m2=2.599×10-2m2
鍋內(nèi)氣體對鍋蓋最大壓力的增加量:
△F=△p△S=1×104Pa×2.599×10-2m2=259.9N,
因鍋內(nèi)氣體對鍋蓋壓力與鍋體對鍋蓋的作用力是一對相互作用力,
所以,鍋體對鍋蓋的最大作用力增加量:
△F′=△F=259.9N.
答:(1)使用這個高壓鍋時,鍋內(nèi)氣體達到的最大壓強是1.7×105Pa;
(2)若限壓閥的質(zhì)量增加m=10g,則在鍋蓋與鍋體的咬合處,鍋體對鍋蓋向下的最大作用力增大了259.9N.

點評 本題考查了重力公式、壓強公式、二力平衡條件和相互作用力的應用,確定好受力面積是解題的關鍵.

練習冊系列答案
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