Question

7．如图所示，已知锅炉内的蒸汽的压强比外界大气压高3个标准大气压，活塞的面积为50cm²，OA=$\frac{1}{5}$AB，求：
（1）在B点挂多重的物体才使活塞不被蒸汽顶出？
（2）锅炉使用时间一长，所承受的蒸汽压强要减小，为此可采取哪些措施，来确保安全？

Answer 1

分析 （1）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．
（2）根据杠杆的平衡条件可知，要改变锅炉内部的压强应调节重物的大小或改变力臂的大小．

解答 解：（2）由杠杆的平衡条件可知：
F•OA=G•OB；
因OA：AB=1：5，故OA：OB=1：6，
则所挂物体的重力：
G=$\frac{1}{6}$F=$\frac{1}{6}$pS=$\frac{1}{6}$×3×10⁵Pa×5×10^-3m²=250N；
（2）要改变锅炉内部压强的大小，应减小或增大G•OB数值的大小，即移动重物改变阻力臂或改变重物的重力大小改变阻力大小．因此，锅炉使用时间一长，所承受的蒸汽压强减小，可采取以下措施，来确保安全：
①将重物适当减小一些；
②将重物向左移动．
答：（1）在B点挂250N的物体才使活塞不被蒸汽顶出．
（2）可采取的措施有：将重物适当减小一些；将重物向左移动．

点评 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．