Question

普通玻璃是由熾熱的玻璃液體冷卻后形成的，我們教室的窗戶玻璃又是由大塊的平板玻璃切割下來(lái)的．大型平板玻璃生產(chǎn)工藝是著名的玻璃生產(chǎn)商皮爾金頓受到油滴在水面均勻分布開(kāi)來(lái)的啟示，組織科研人員攻關(guān)而發(fā)明的“浮法平板玻璃”工藝流程．（g=10N/kg）
（1）該工藝關(guān)鍵是找到了能夠浮起玻璃的一種溶液，你認(rèn)為這種液體應(yīng)該具備怎樣的物理特性（說(shuō)出一點(diǎn)）．
（2）若一塊冷凝后的玻璃板長(zhǎng)2m，寬1.5m，厚5mm，密度為2.5×10³kg/m³，這塊玻璃的質(zhì)量有多少？
（3）吊運(yùn)玻璃一般用真空吸盤(pán)吊車(chē)，若當(dāng)時(shí)大氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，則吸盤(pán)的面積至少是多少？
（4）若電動(dòng)機(jī)對(duì)繩的拉力為250N，玻璃上升的速度是20cm/s，求吊車(chē)提升玻璃時(shí)的機(jī)械效率和功率．

Answer 1

解：（1）要讓玻璃浮在液體面上，溶液的密度大于玻璃的密度；并且液體的沸點(diǎn)要高于熾熱玻璃液體的溫度；
（2）平板玻璃的質(zhì)量m=ρv=2.5×10³kg/m³×1.5m×2m×0.005m=37.5kg；
（3）平板玻璃重：
G=mg=37.5kg×10N/kg=375N，
能吊起時(shí)，平板玻璃受到的拉力：
F=ps≥G，即：1×10⁵Pa×s≥375N，
∴s≥3.75×10^-3m²；
（4）吊車(chē)提升玻璃時(shí)的機(jī)械效率η=====75%；
功率P=FV=250N×2×0.2m/s=100W．
答：（1）溶液應(yīng)具備密度比液體的密度大、沸點(diǎn)比玻璃溫度高的特點(diǎn)；
（2）這塊玻璃的質(zhì)量有37.5kg；
（3）吸盤(pán)的面積至少是3.75×10^-3m²；
（4）吊車(chē)提升玻璃時(shí)的機(jī)械效率和功率分別為75%和100W．
分析：（1）從液體的密度和沸點(diǎn)兩方面分析；
（2）知道平板玻璃的體積和密度，利用密度公式求平板玻璃的質(zhì)量，
（3）再利用重力公式求平板玻璃的重力；能吊起時(shí)，平板玻璃受到的拉力至少等于平板玻璃重，而平板玻璃受到的拉力根據(jù)F=ps求出，據(jù)此求出吸盤(pán)的最小面積；
（4）已知拉力的大小和動(dòng)滑輪上繩子的段數(shù)，根據(jù)公式η===可求機(jī)械效率；
知道玻璃上升的速度，可求拉力F的速度，根據(jù)公式P=FV可求吊車(chē)提升玻璃時(shí)功率的大�。�
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、重力公式、壓強(qiáng)公式、功的公式的掌握和運(yùn)用，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，要求靈活選用公式分析計(jì)算．