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“加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递”,这个规律叫做帕斯卡定律.在图所示的连通器中,如果活塞的质量和液体本身所受的重力可以忽略不计,根据帕斯卡定律可以推得,作用在大、小活塞上的力和大、小活塞的面积有以下关系:F大F小=S大S小;根据这一关系式:如果小活塞的面积较小,那么在小活塞加一个较小的力,就可以在大活塞上得到一个较大的力.“液压千斤顶”就是根据帕斯卡定律制成的.

如图所示的是液压千斤顶的剖面图.它是汽车等运输机械常备的维修工具,只要对杠杆施加一个不大的作用力F,就可以把一辆汽车顶起来而便于更换和修理轮胎.如果图示的千斤顶的大活塞面积是40cm2,小活塞面积是5cm2时,杠杆上的OA=15OB

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1. 解答题

请画出$A$点受到的阻力$F_2$及动力$F$的力臂$l_1$.

主观题和计算题请自行在草稿纸上作答

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2. 填空题

不考虑机械自重与摩擦,若要使用该千斤顶将重为$\text{10000N}$的物体顶起一定的高度,则维修人员需要施加的力为  $\text{N}$.

填空题答案仅供参考

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$250$

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3. 解答题

若该千斤顶的机械效率为$80\%$,若要在$\text{1min}$内把$\text{1t}$的重物顶起$\text{3cm}$,则维修人员消耗的平均功率和加在杠杆$B$端的力分别是多大?($g=10\text{N/kg}$)

主观题和计算题请自行在草稿纸上作答

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$\text{6.25W}$;$\text{312.5N}$

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举一反三
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小明利用最大刻度值标有$2.5\text{mL}$的一次性注射器等器材,对大气压的值进行测量.其实验步骤如下:

a.先让注射器吸入少量水,然后将活塞推至注射器底端,当注射器的小孔充满水后,再用橡皮帽封住注射器的小孔.

b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,如图所示.当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为$7.5\text{N}$.

c.测出注射器全部刻度的长度为$4\text{cm}$.

d.根据测量数据,算出大气压的值.

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高压锅的锅盖上有一空心柱为排气孔,空气柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小.现有一个直径为$36$厘米,限压阀的质量为$120$克,空心柱小孔横截面积为$10\text{m}{{\text{m}}^{2}}$的高压锅,要用它煮饭,若当时的大气压强为$1.0\times {{10}^{5}}$帕,问:

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在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,同学们猜想“物体在液体中所处的深度”、“物体排开液体体积”以及“液体的密度”都有可能影响物体所受浮力的大小.

他们设计了一系列实验进行探究.

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为了验证“阿基米德原理”,某同学利用以下器材进行实验:弹簧测力计,不同规格合金块若干,溢水杯(足量的水),小桶,细线.

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为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力$F$把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示.工件的下底面与油面的距离为$h$,力$F$与$h$的大小关系如图乙所示.小科不明白$BA$段是什么意思,老师告诉他,$BA$段表示为负值.表明力$F$的方向是相反的(即竖直向上),$A$点的坐标为($-n$,$0$),则$n=400$,表示立方体下表面未接触液面时,受到方向向上大小为$400\text{N}$的力.

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