题文

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. （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外=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，则活塞的体积至少为多大?

题型：计算题  难度：偏难

答案

（1）p内-p外=F/S=G/S=mg/S，所以：m=2kg （2）F浮·OC=F压·OD，F压=62.5N，p压=F压/S′=6.25×105Pa （3）省力杠杆；F浮′=F压=ρ水gV′，V′=6250cm3。

据专家权威分析，试题“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..”主要考查你对  压强的大小及其计算，浮力及阿基米德原理，杠杆的平衡条件  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

压强的大小及其计算浮力及阿基米德原理杠杆的平衡条件

考点名称：压强的大小及其计算

• 计算公式：
  P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米²，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米²。

• 对压强公式的理解：
  1．此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。
  
  2．此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m²。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m²时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。
  
  3．一张报纸平放时对桌子的压强约0．5Pa。成人站立时对地面的压强约为1．5×10⁴Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1．5× 10⁴N。
  
  4．公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成，而应先注明F=G得：。
  
  5．公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。
  
  6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。
  
  巧用求柱体压强：
    将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强，所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强，只与固体的密度和高度有关，而与固体的重力、体积和底面积因素无关，应用公式就给解这类题带来很大方便。
  例1如图所示，两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3：1，高度相同，则它们对水平地面的压强之比为（   ）
  
  A．3：1B．1：3C．1：1D．9：l
  解析：本题是分析圆柱体的压强，可直接利用公式进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同，所以压强相同，选项C正确。
  答案：C
  

考点名称：浮力及阿基米德原理

• 浮力：
  （1）定义：浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
  （2）施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体 (或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
  （3）方向：浮力的方向总是竖直向上的。
  阿基米德原理：
  （1）原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
  （2）公式：，式中ρ_液表示液体的密度，V_排是被物体排开的液体的体积，g取9．8N／kg。

• 浮力大小跟哪些因素：
  有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。

• 阿基米德原理的五点透析：
  (1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。
  
  (2)G_排指被物体排开的液体所受的重力，F_浮= G_排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
  
  (3)V_排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V