如图是锅炉上的保险阀,当阀门受到的蒸汽压强超过安全值时,阀门被顶开,蒸汽跑出一部分,使锅炉内的蒸汽压强减小,已知杠杆重可以忽略不计,OA与AB长度的比值为1:3,阀门的面积是3cm2,要保持锅炉内、外气体的压强差是1.2×105Pa,试求应将质量为多大的重物挂在杠杆的B点?

问题描述:

如图是锅炉上的保险阀,当阀门受到的蒸汽压强超过安全值时,阀门被顶开,蒸汽跑出一部分,使锅炉内的蒸汽压强减小,已知杠杆重可以忽略不计,OA与AB长度的比值为1:3,阀门的面积是3cm2,要保持锅炉内、外气体的压强差是1.2×105Pa,试求应将质量为多大的重物挂在杠杆的B点?

由杠杆的平衡条件可知:
F•OA=G•OB;
因OA:AB=1:3,故OA:OB=1:4
则所挂物体的重力:
G=

1
4
F=
1
4
pS=
1
4
×1.2×105Pa×3×10-4m2=9N;
m=
G
g
=0.9kg
答:应将质量为0.9kg的重物挂在杠杆的B点.
答案解析:由压强公式可求得A点处杠杆所受到的压力,则由杠杆的平衡条件可知B处应挂物体的重力.
考试点:杠杆的平衡条件;重力的计算;压强的大小及其计算.
知识点:本题考查了压强公式、重力的计算及杠杆的平衡条件的应用,综合性较强,要求学生能正确求出杠杆所受压力的大小及方向,再由杠杆的平衡即可解出.