问题描述:
汽车更换轮胎时需要把车轴抬起来,这时可以使用“油压千斤顶”,如图14所示是该千斤顶的原理图.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.大油缸里的油量增多,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,能够大小不变的向各个方向传递(帕斯卡定律).现有一个油压千斤顶,有关尺寸如图所示.请你回答下列问题:
(1)如果希望在手柄A端用20N的力竖直向下压时就能在大活塞上举起0.98t的重物,求:小活塞受到的压力是多大?大活塞的直径至少是多少?
(2)根据上题的数据,请思考:使用千斤顶有什么好处?
(3)千斤顶的结构和使用过程中,应用了哪些物理知识?请列举两个.
最佳答案:
(1)由F1l1=F2l2,得:F•OA=F小•OB
F小=
OA |
OB |
60 |
6 |
又由p大=p小,得:
F大 |
S大 |
F小 |
S小 |
mg | ||
|
F小 | ||
|
D2=
mg |
F小 |
0.98×1000×10 |
200 |
所以D=7cm;
(2)使用千斤顶可以用较小的力获得较大的力,起到省力的作用.因为首先杠杆OBA是一个省力杠杆,动力臂OA的长度大于阻力臂OB的长度,根据杠杆平衡条件,所以动力小于阻力;其次根据帕斯卡原理,加在密闭液体上的压强能够大小不变的向各个方向传递,通过两个面积不相等的活塞,也可以达到省力的目的.
(3)帕斯卡定律(或液体压强的传递等)、杠杆平衡原理.
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