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(5分)如图所示的活塞式抽水机从井中打水。若井中水面到活塞的距离约为5m,活塞的横截面积为80cm2,已知力臂L2=12cm,OA长50cm。(不计活塞连杆和柄的重力,不计活塞与圆筒的摩擦,
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(5分)如图所示的活塞式抽水机从井中打水。若井中水面到活塞的距离约为5m,活塞的横截面积为80cm 2 ,已知力臂L 2 =12cm,OA长50cm。(不计活塞连杆和柄的重力,不计活塞与圆筒的摩擦,大气压取10 5 Pa) (1)图中柄AOB实际上是一个 杠杆(填“等臂”“省力”或“费力”),小明想用最小的动力作用在杠杆AOB上把水压出,请在图中A处画出动力F 1 的方向。 (2)要使该活塞式抽水机抽出水,小明作用在A处的最小动力F 1 至少为 N。 (3)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,这样的目的是 ;活塞式抽水机工作过程如下图所示,合理的顺序是 。 甲 乙 丙 |
▼优质解答
答案和解析
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分析:(1)结合图片和生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆.根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂最长时,动力最小. (2)根据杠杆平衡条件可求出最小动力F 1 ; (3)根据活塞式抽水机是利用大气压来工作的,可知活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水的目的;根据活塞式抽水机工作过程可知合理的顺序. (1)杠杆AOB在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆; 根据杠杆平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂最长时,动力最小.由图可知最长动力臂是OA,这样作一个力与OA垂直,这个力的力臂就是OA,这个力就是最小力F 1 .如图: (2)阻力F 2 =PS=10 5 Pa×80×10 -4 m 2 =800N; 根据杠杆平衡条件:F 1 ×L 1 =F 2 ×L 2 , F 1 = = =192N; (3)因为活塞式抽水机是利用大气压来工作的,所以活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,将里面空气排出,同时增加活塞与圆筒密闭性,当活塞上移时,活塞下边才能出现真空,这样大气压才能把水压入圆筒;所以活塞式抽水机工作过程是:先向圆筒内灌入几杯水,将里面空气排出,活塞上移,阀门A关闭,活塞出现真空,水冲开阀门B进入圆筒,然后活塞下移,阀门B关闭,水冲开阀门A进入到活塞上面,然后活塞上移,阀门A关闭,活塞出现真空,水冲开阀门B进入圆筒,活塞上面的水进入出水管,所以合理的顺序是丙甲乙. 故答案为:(1)省力;动力F 1 的方向如图;(2)192;(3)排出空气,增加密闭性;丙甲乙. |
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