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【题目】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,阀门的面积是2cm2

(1)当锅炉内蒸汽压强保持在1.5×105Pa时,蒸汽对阀门的压力是多大?

(2)要使锅炉内蒸汽压强保持在1.5×105Pa,B端绳子向下的拉力是多大?

(3)如果图中悬挂的浸没在水中的合金球的密度为6×103kg/m3,要使锅炉内蒸汽压强保持在1.5×105Pa,这个合金球的体积是多少?

【答案】(1)当锅炉内蒸汽压强保持在1.5×105Pa时,蒸汽对阀门的压力是30N;

(2)要使锅炉内蒸汽压强保持在1.5×105Pa,B端绳子向下的拉力是5N;

(3)这个合金球的体积是1×10﹣4m3

【解析】

试题分析:(1)p=,阀门的面积s=2cm2=2×10﹣4m2

蒸汽对阀门的压力F=pS=1.5×105Pa×2×10﹣4m2=30N;

(2)根据杠杆的平衡条件:由FOA=FOB可得,

30N×1cm=F×6cm

则F=5N;

(3)要使锅炉内蒸汽压强保持在1.5×105Pa,那么B端绳子向下的拉力等于合金球的重力减去合金球受的浮力,

即F=G﹣F

则FVg﹣ρVg

将合金球的密度为6×103kg/m3,代入上式,

求得:V=1×10﹣4m3

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