Question

【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？

Answer 1

【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=F拉OB可得，

30N×1cm=F拉×6cm

则F拉=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拉=G球﹣F浮

则F拉=ρ球Vg﹣ρ水Vg

将合金球的密度为6×103kg/m3，代入上式，

求得：V=1×10﹣4m3