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某学校组织学生到某厂的锅炉车间进行实践活动.活动中锅炉技术师傅介绍了锅炉的一些配...

某学校组织学生到某厂的锅炉车间进行实践活动.活动中锅炉技术师傅介绍了锅炉的一些配套设备及工作原理,下面就一些设备的设计用我们所学的知识给予计算或说明.manfen5.com 满分网
(1)图甲为锅炉保险阀,安全压强值P=1.2×105Pa,当蒸汽压力超过安全值时,圆柱体铁锤A被顶起,排出部分蒸汽.已知A的底面积S=10cm2,则铁锤质量不能超过多少?(p=1.0×105Pa)
(2)图乙为锅炉的冷水自控装置,小水箱与锅炉相连,它们组成了一个连通器.浮球C和活塞B及连杆OC组成了一个杠杆来控制进水管的水的流出.当杠杆呈水平状态时,浮球一半的体积浸入水中,塞子B刚好顶住自来水进口.已知浮球体积为500cm3,OC=25cm,OD=1cm,塞子B横截面积为1cm2,由此算出进水管压强为多大?(不计杠杆、塞子、浮球的质量,g=10N/kg)
(3)小水箱中的杠杆若以浮球受到的浮力为动力,则此杠杆是省力还是费力?若不用此杠杆,在进水管的水压不变的情况下,直接用浮球将活塞顶住,则球的体积至少为多大?
(1)利用压强公式求解(p铁+p外≤p内) (2)利用杠杆平衡条件计算压力,再计算压强 (3)通过比较力臂大小得出省费力情况,再利用压强公式求解 【解析】 (1)由题知:p铁+p外≤p安 铁锤产生压强: ∴p铁+p外≤p安 ∴p铁≤p安-p外 ∴ (2)如图乙, 由题知: ∴F1=ρ水v排g=1×103kg/m3×2.5×10-4m3×10N/kg=2.5N ∵杠杆平衡,F1LOC=F2LOD, ∴ s′=1cm2=1×10-4m2 ∴ (3)以浮球受到的浮力为动力,动力臂LOC大于阻力臂LOD,所以是省力杠杆 ∵F浮=F2=ρ水gV球 ∴ 答:(1)铁锤质量不能超过2kg (2)进水管压强为6.25×105Pa (3)是省力杠杆,活塞的体积至少为6.25×10-3m3.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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