如圖所示,是某課外小組設(shè)計的鍋爐保險閥門裝置示意圖.A是圓柱體閥門,懸掛圓柱體閥門的細鋼絲繩從排氣管D穿出,排氣管的橫截面積S1=2cm2,鍋爐正常工作時圓柱體閥門被排氣管D壓在如圖所示位置;BC是輕質(zhì)杠桿,當蒸汽壓強超過安全值時,圓柱體閥門A被水蒸汽向下壓離開排氣管口,水蒸汽沿排氣管口排出以保障鍋爐的安全,當蒸汽壓強低于安全氣壓時,圓柱體閥門上升賭注排氣管口.鍋爐內(nèi)安全氣壓值為p=1.3×105Pa,已知圓柱體閥門A的質(zhì)量m=500g,底面積S2=10cm2,外界大氣壓p=1.0×105Pa,BO:BC=1:5.求:(整個裝置的摩擦不計,g=10N/kg)
(1)鍋爐內(nèi)剛好為安全氣壓時,水蒸氣對閥門A的壓力;
(2)為使鍋爐安全,在杠桿C點通過定滑輪懸掛鐵錘的質(zhì)量.

【答案】分析:(1)根據(jù)F=ps求出鍋爐內(nèi)剛好為安全氣壓時水蒸氣對閥門A的壓力;
(2)先對圓柱體閥門受力分析找到所受的力,當向上的蒸汽壓力和重錘通過杠桿對閥門的拉力之和等于保險閥的重力與外部大氣壓力之和時,高壓鍋處于平衡狀態(tài),據(jù)此進行求解.
解答:解:(1)鍋爐內(nèi)剛好為安全氣壓時,水蒸氣對閥門A的壓力:
F=p(S2-S1)=1.3×105Pa×(10×10-4m2-2×10-4m2)=104N;
(2)圓柱體閥門受力如圖所示,
當鍋爐內(nèi)氣壓達到1.3×105Pa時,細繩對閥門的拉力為FB,空氣對閥門的壓力為F,
F=p(S2-S1)=1.0×105Pa×8×10-4m2=80N,
FB=F內(nèi)+mg-F=104N+0.5kg×10N/kg-80N=29N,
設(shè)懸掛鐵錘的質(zhì)量為M,根據(jù)杠桿平衡條件FB×BO=Mg×OC,
得:M===0.725kg=725g.
答:(1)鍋爐內(nèi)剛好為安全氣壓時,水蒸氣對閥門A的壓力為104N;
(2)為使鍋爐安全,在杠桿C點通過定滑輪懸掛鐵錘的質(zhì)量為725g.
點評:本題考查了杠桿的平衡條件和壓力、重力的計算,關(guān)鍵是能利用平衡狀態(tài)找到閥門受到力之間的關(guān)系求出鐵錘的質(zhì)量.
練習冊系列答案
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精英家教網(wǎng)課外活動時,小明在操場上沿直線進行跑步運動.在某次訓練中,他通過的路程和時間的坐標系如圖所示.則小明在5s內(nèi)的平均速度是
 
m/s,到達終點不能立即停下來是因為
 
  的緣故.

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精英家教網(wǎng)某學校課外科技小組的同學為學校的廁所設(shè)計了一個自動沖刷水箱.這種水箱能夠把自來水管持續(xù)供給的較小流量的水儲備到一定量后,自動開啟放水閥,將水集中放出,這樣就可以以較大的水流沖刷便池.如圖所示,A是一面積為S1的圓形放水閥門,其質(zhì)量和厚度均忽略不計,且恰好能將排水管口蓋嚴.閥門的左端與排水管口的邊緣相連并能繞垂直紙面的軸O向上轉(zhuǎn)動,右端通過一很小的掛鉤及連桿與浮子B相連,連桿的長度為h1,連桿質(zhì)量和閥門轉(zhuǎn)動受到的摩擦均不計.若將浮子B設(shè)計為一個質(zhì)量為m、高為h2的空心圓柱體,它能將閥門拉起的最小橫截面積S2是多少?

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7、課外活動時,小明和小華均在操作上沿直線進行跑步訓練.在某次訓練中,他們通過的路程和時間的關(guān)系如圖所示,則下列說法中正確的是( 。

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(2011?遵義)某課外實驗活動小組到實驗室做“測定小燈泡L電阻”的實驗.被測小燈泡L的額定電  壓為3.8V,電阻約為10Ω,實驗室有如下器材:電源(電壓為6V)、電流表A程(“0~0.6A”,“0~3A”)、電壓表V程(“0~3V”、“0~15V”)、開關(guān)各一只,導線若干,滑動變阻器三只:R1(50Ω,0.5A),R2(20Ω,0.5A),R3(500Ω,0.1A),同學們設(shè)計的電路如圖所示:
(1)此實驗的測量原理
歐姆定律
歐姆定律
;
(2)電壓表應選用
0~15V
0~15V
檔,滑動變阻器應選
R2
R2
(選填“R1”、“R2”或“R3”);
(3)電表完好,按電路圖連好實驗電路閉合開關(guān)S后,發(fā)現(xiàn)燈L不亮,A有示數(shù),V無示數(shù).移動滑動變阻器的滑片P,A示數(shù)發(fā)生變化,但燈L仍不亮,V仍無示數(shù),其故障是
小燈泡L或電壓表L短路
小燈泡L或電壓表L短路

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(2010?蘇州模擬)(1)元件R0由某種半導體材料制成的,其電阻隨溫度的升高而減。F(xiàn)將元件R0進行測試(圖1),測得其電流與加在它兩端的電壓值,測試數(shù)據(jù)如下表所示.
U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20
①把元件如接入如圖所示的電路中,閉合開關(guān)后,電流表讀數(shù)為1.8A.已知電路中的電源電壓為3V,此時定值電阻R的電功率為
3.24
3.24
W
②分析表中數(shù)據(jù),寫出元件R0的I和U之間的關(guān)系式是
I=1.25U2A/V2
I=1.25U2A/V2

(2)在一次研究性學習活動中,某小組同學對“運動物體所受空氣阻力與運動速度的關(guān)系”進行了探究(圖2),探究過程如下:
A.他們計劃從物體自由下落的距離與下落的時間關(guān)系上入手進行探究,并設(shè)計了這樣的實驗:取一些“一次性紙杯”作為研究對象,用“頻閃攝影”的方法測量“一次性紙杯”在空氣中自由直線下落時的下落距離和下落時間的一些數(shù)據(jù).
B.在相同條件下,同學們進行了以下實驗:
實驗1:測量一只“一次性紙杯”在空中下落過程中不同時刻的下落距離,將數(shù)據(jù)填入下面的表格中,并且畫出了“下落距離一時間”圖線,如下圖線1;
實驗2:將幾只“一次性紙杯”疊放在一起,測出它們在不同時刻下落的距離,畫出“下落距離一時間”圖線.如圖線2;
實驗3:繼續(xù)增加“一次性紙杯”的數(shù)量,重復上面的實驗,畫出“下落距離一時間”圖線,如圖線3.
時間t/s 下落高度S/m
0.0 0.00
0.4 0.036
0.8 0.467
1.2 0.957
1.6 1.447
2.0 x

請回答下列問題:
①分析圖線1,推算表格中x的值應為
2.0
2.0
m.
②分析比較圖線l、2、3,在最后階段,圖線
1
1
對應的“一次性紙杯”速度最。畧D線
3
3
對應的“一次性紙杯”受到的空氣阻力最大.
(3)小王在參加物理課外興趣小組活動時,老師提供了如圖所示的電路(圖3),電源電壓未知但保持不變,R0為阻值已知的定值電阻.要求小王在不拆開電路的情況下,只用一只量程滿足實驗要求的電流表和若干導線估測未知電阻Rx的值.小王感到有些畏難,請你開動腦筋,設(shè)計一個實驗幫助小王解決這個問題.
①你所設(shè)計的實驗的主要步驟及所要測出的量是:
②根據(jù)你的實驗,得出的Rx為
I1R0
I2
I1R0
I2
(用測出量和已知量表示)

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