Question

學(xué)習(xí)了大氣壓的知識(shí)后，小明對(duì)大氣壓強(qiáng)通常有1.0×10⁵Pa這么大存有疑問(wèn)，想親自證實(shí)一下．小明買(mǎi)來(lái)一個(gè)塑料掛鉤（質(zhì)量可忽略不計(jì)），把它的吸盤(pán)貼在玻璃餐桌的下表面，如圖所示，測(cè)出塑料吸盤(pán)與玻璃的接觸面積為10cm²，又找來(lái)一輕塑料桶（質(zhì)量可忽略不計(jì)），并在桶中裝入8L水：
（1）塑料桶中的水的重力是多大？（g取10N/Kg）
（2）小明經(jīng)過(guò)計(jì)算，認(rèn)為把塑料桶掛到掛鉤上不會(huì)把吸盤(pán)拉掉，請(qǐng)你幫他寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程和判斷依據(jù)．
（3）當(dāng)小明把水桶掛到掛鉤上時(shí)，吸盤(pán)卻被拉掉了，是不是大氣壓沒(méi)有那么大呢？如果不是，你認(rèn)為可能是其他什么原因造成的呢？

Answer 1

解：（1）∵ρ=，
∴水的質(zhì)量：m=ρV=1×10³kg/m³×8.0×10^-3m³=8.0kg，
水的重力：G=mg=8.0kg×10N/kg=80N，
（2）吸盤(pán)面積：S=1.0×10^-3m²，
∵p=，
∴吸盤(pán)受到的大氣壓力：F=PS=1.0×10⁵Pa×1.0×10^-3m²=10ON．
因?yàn)?00N＞80N，所以吸盤(pán)不會(huì)被拉掉，
（3）不是大氣壓沒(méi)有那么大．可能是吸盤(pán)內(nèi)沒(méi)有完全壓成真空或吸盤(pán)與玻璃接觸面粗糙，有漏氣現(xiàn)象，導(dǎo)致吸盤(pán)受到了吸盤(pán)內(nèi)氣體向下的壓力，而使吸盤(pán)掉下．
答：（1）塑料桶中的水的重力是800N．
（2）因?yàn)镚=80N＜F=100N，水的重力小于大氣對(duì)掛鉤的壓力，所以裝水塑料桶掛到掛鉤上不會(huì)把吸盤(pán)拉掉．
（3）不是大氣壓沒(méi)有那么大．可能是吸盤(pán)內(nèi)沒(méi)有完全壓成真空或吸盤(pán)與玻璃接觸面粗糙，有漏氣現(xiàn)象，導(dǎo)致吸盤(pán)受到了吸盤(pán)內(nèi)氣體向下的壓力，而使吸盤(pán)掉下．
分析：（1）已知水的體積，根據(jù)公式m=ρV可求水的質(zhì)量，根據(jù)重力公式進(jìn)一步求出水的重力．
（2）已知塑料吸盤(pán)與玻璃的接觸面積，則可由F=PS求得大氣對(duì)塑料吸盤(pán)的壓力，
比較水的重力和大氣對(duì)塑料吸盤(pán)的壓力大小，可判斷會(huì)不會(huì)掉下來(lái)，
（3）在計(jì)算中我們沒(méi)考慮內(nèi)部空氣的壓力，若在實(shí)際操作中內(nèi)部混有空氣會(huì)使吸盤(pán)受到內(nèi)部空氣向下的壓力而使吸盤(pán)下落．
點(diǎn)評(píng)：本題考查重力、大氣壓力的計(jì)算，關(guān)鍵考查物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用，還要注意在實(shí)際操作中要考慮可能出現(xiàn)的因素，與計(jì)算的理想情況要注意區(qū)分．