Question

（物理選修2-2）
（1）如圖為電冰箱的工作原理圖，壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)．那么，下列說法中正確的是______
A．在冰箱外的管道中，制冷劑迅速膨脹并放出熱量
B．在冰箱外的管道中，制冷劑被劇烈壓縮并放出熱量
C．在冰箱內(nèi)的管道中，制冷劑迅速膨脹并吸收熱量
D．在冰箱內(nèi)的管道中，制冷劑被劇烈壓縮并吸收熱量
（2）如圖所示，一個(gè)半徑為R的均質(zhì)金屬球上固定著一根長為L的輕質(zhì)細(xì)桿，細(xì)桿的左端用鉸鏈與墻壁相連，球下邊墊上一塊木板后，細(xì)桿恰好水平，而木板下面是光滑的水平面．由于金屬球和木板之間有摩擦（已知摩擦因素為μ），試求：要將木板從球下面向右抽出時(shí)，至少需要為水平拉力F的大小．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)熱力學(xué)第一定律，當(dāng)氣體迅速膨脹時(shí)吸收熱量，被迅速壓縮時(shí)放出熱量．冰箱通過強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中循環(huán)將箱內(nèi)熱量帶出箱外．
（2）以球和桿為對(duì)象，以O(shè)為轉(zhuǎn)軸，摩擦力、支持力力矩和重力的力矩恰好平衡時(shí)，木板剛能從球下面向右抽出．由力矩平衡求出此時(shí)摩擦力，根據(jù)木板平衡求出拉力．
解答：解：（1）A、B在冰箱外的管道中，制冷劑被劇烈壓縮，溫度升高，放出熱量．故A錯(cuò)誤，B正確．
         C、D在冰箱內(nèi)的管道中，制冷劑迅速膨脹，溫度降低，吸收熱量．故C正確，D錯(cuò)誤．
故選BC
    （2）以球和桿為對(duì)象，對(duì)轉(zhuǎn)軸O的力矩平衡，設(shè)木板拉出時(shí)給球體的摩擦力為f，支持力為F_N，重力為G，
則得力矩平衡方程為：
     fR+F_N（R+L）=G（R+L）           ①
  球和板已相對(duì)滑動(dòng)，故：f=μF_N        ②
    解①②可得：f=
  再對(duì)木板的平衡，F(xiàn)=f=．
故本題答案是：
（1）BC，
（2）．
點(diǎn)評(píng)：運(yùn)用力矩平衡解題時(shí)關(guān)鍵抓住兩點(diǎn)：一是分析除轉(zhuǎn)軸外物體受力；二是尋找各力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力臂．