试题

（2001·河南）图是锅炉上的保险阀，当阀门受到的蒸气压强超过安全值时，阀门就会被顶开，让蒸气跑出一部分，使锅炉内的蒸气压强减小，阀门面积为3厘米²，杠杆重不计．
（1）用毫米刻度尺从图上量出并记录杠杆的动力臂和阻力臂．
（2）要保持锅炉内蒸气的压强为1.2×10⁵帕，应在B处挂多重的物体？
（3）锅炉用久了耐压能力会降低，怎样调节能使锅炉内蒸气的最大压强小于1.2×10⁵帕？

解：（1）测量可得：动力臂OA=6.1mm，阻力臂OP=37.1mm．
（2）气体产生的向上的动力：F=pS=1.2×10⁵Pa×3×10^-4m²=36N；
根据杠杆的平衡条件可知：F₁·OA=G·OP；
所以物体的重力G=

F1·OA

OP

=

36N×6.1mm

37.1mm

≈5.9N．
（3）锅炉用久了耐压能力降低时动力的大小会减小；
根据杠杆的平衡条件可知，F₁·OA的值减小；
要使保险阀起到保险作用，应减小G·OP数值的大小，即将重物向左移减小阻力臂或换成质量较小的物体减小阻力．
答：（1）动力臂为OA=6.1mm，阻力臂为OB=37.1mm；
（2）应在B处挂5.9N的物体；
（3）将重物向左移或换成质量较小的物体．
解：（1）测量可得：动力臂OA=6.1mm，阻力臂OP=37.1mm．
（2）气体产生的向上的动力：F=pS=1.2×10⁵Pa×3×10^-4m²=36N；
根据杠杆的平衡条件可知：F₁·OA=G·OP；
所以物体的重力G=

F1·OA

OP

=

36N×6.1mm

37.1mm

≈5.9N．
（3）锅炉用久了耐压能力降低时动力的大小会减小；
根据杠杆的平衡条件可知，F₁·OA的值减小；
要使保险阀起到保险作用，应减小G·OP数值的大小，即将重物向左移减小阻力臂或换成质量较小的物体减小阻力．
答：（1）动力臂为OA=6.1mm，阻力臂为OB=37.1mm；
（2）应在B处挂5.9N的物体；
（3）将重物向左移或换成质量较小的物体．