机械功应用竞赛(选)

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1、1、图10为一种设计屮的牲畜饮水用自动装置。底盖A平时顶住水箱的出水口,一旦饮水槽水位下降，浮子受到的浮力减小，水就从小箱流入饮水槽。设计中水箱水位最高为60厘米，水箱出水口直径是6厘米，底盖A及竖杆B的总质量是420克，浮子D的质量是580克，体积是2分米餐横杆C的质量可以忽略。通过计算说明，这个自动装置在水箱蓄满水时不能正常工作。1、如图13所示，作用于底盖、竖杆和浮子的力有：向上的浮力：FPVg=103X2X10_3X9.8=19.6（牛）向下的总重力：G沪（0.42+0.58）X9.8=9.8（牛）水箱的水向下的压力：FPghS=103X9.8X0.6X3.14

2、X0.032=16.6（牛）•・・向下的力的总和F向下二G总+F压二26.4牛＞F浮・・・底盖A将下移，装置无法正常工作。图132、我国已兴建3座抽水蓄能水电站。它可调剂电力供应。深夜吋，用过剩的电能通过水泵把下蓄水池的水抽到高处的上蓄水池内。白天则通过闸门放水发电，以补充电能不足。若上蓄水池长为150米，宽为30米，如图10所示，从深夜11时至清晨4时抽水，使上蓄水池水而增高20米，而抽水过程屮水上升的高度始终保持为400米。不计抽水过程屮其他能量损耗，试求抽水的功率。（g=10牛/千克）水轮发电机下蓄水池水泵答案：3、抽水的功率P=2X107瓦3、螺旋千斤顶是一种常

3、用的起重装置（如图4所示），用手柄转动螺杆时，螺杆顶端的重物就随螺杆一起上升。若螺杆的直径为D,螺距为h,手柄末端到转轴的距离为1,要举起质塑为M的重物时，至少要给手柄顶端多人的力？指出本题中为了省力应用了哪几种简单机械参考解答：转动一周时，手柄末端通过的距离为s二2Ji1（1）垂直给手柄的力为F时所做的功为W'lFs二F・2ji1（2）转动一周时重物升高h,克服重物所受重力做的功为W2=Mgh（3）根据功的原理有即F・2Ji1二Mgh⑷・・・F=Mgh2K1为了省力应用了斜面和轮轴两种简单机械。评分标准：全题7分。各式均给1分，简单机械答对一个给1分。4、有一种气压保

4、温瓶其结构如图5所示。用手压下按压器，气室上方小孔彼堵住，在瓶内气体压强作用下，水经出水管流出。按压器面积为8厘米S瓶内水面低于出水管口10厘米。要将水压出管口，瓶内水面上方的压强至少要多大？在按压器上至少要加多大的压力？（弹簧的平均弹力为1牛，p尸l.OlXIOs帕，g二10牛/千克，按压器所受重力忽略不计）管口与瓶内水面之I、可的压强差P水=Q水gh=1.0Xio3X10X0.1=1.0X103（1

5、］白）（1）水面上的压强P二Po+P水二1.01X105+1.0X10=1.02X105（帕）（2）克服压强差所需的压力F水二P水S二1.0X103X8X10_4=0.

6、8（牛）（3）考虑克服弹簧弹力后所需的压力F=Fzk+F.^0.8+1.0=1.8（牛）（4）评分标准：全题6分。⑴式1分。（2）式2分。（3）式2分。⑷式1分。小孔.管口按压88气罩弹議出水管5、汽车更换轮胎时需要把车轴抬起來，这时可以使用“油压千斤顶”.图7是油压千斤顶的原理图.向下按动手柄，圆柱形小活塞把小油缸中的机油压向大油缸.大油缸中的油量增多，把圆柱形大活塞向上推，带着上面的重物上升.实验表明，加在密闭的液体上的压强，能够按照原来的大小向各个方向传递（这个规律叫做帕斯卡定律）.现在有一个油压千斤顶，有关尺寸如图7所示.如果希望在手柄上用20牛的力向下压时就能

7、在大活塞上举起1吨的重物，大活塞的直径至少是多少？解：11=0.6米，12=0.06米，Fo=2O牛，小活塞受的力为F】=F°1】/12,小活塞对液体的压强为p

8、=F

9、/S

10、,液体在对大活塞的压强与大活塞对液体的压强相等，即p2=F2/s2,其屮F2=mg,根据帕斯卡定律P2=P1，由以上各式，解得S2/S,=F212/F011,考虑到d22/d12=S2/S1,进一步解出d2=d1把数值代入，得d2=7.0厘米.6、下图a是一个指甲刀。(1)这个指甲刀是由哪几个杠杆组成的?它们的支点各在哪里？(2)小明的指甲刀有图a和图b两种组装方式。请分析哪种组装方式更合理。3.(

11、1)AC、DE和GE是三个杠杆，它们的支点分别是C、E和E.〈2〉图a的组装更合理.对于杠杆DE來说，指甲在D点对它的作用力是阻力，AC在B点对它的作用力是动力.两种组装方式中阻力和阻力臂是一样的，但图a中的动力臂BE大于图b中的动力臂，因此图a的组装方式要比圈b的方式省力.7、电气化铁路的输电线常用图示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的A端固定在电杆上，B端通过滑轮组连接在电杆C上。(1)配重D是n个混凝土圆盘(图中只画出3个)，每个盘的质量是叽按图示的配置，钢缆在B端所受的拉力大约是多少？(2)如果只考虑B端的牢固性，本来可以把它直接固定在电