Question

玉溪某玻璃廠用圓形低壓吸盤(pán)搬運(yùn)玻璃．如圖中E為圓形吸盤(pán)，其直徑為0.3m，ABCD為一正方形平板玻璃，邊長(zhǎng)為1m，重125.6N．若吸盤(pán)能將該平板玻璃水平吸住并提升2m，在此過(guò)程中．求：
（1）平板玻璃的質(zhì)量．
（2）平板玻璃增加的重力勢(shì)能．
（3）吸盤(pán)內(nèi)外大氣壓的差．

Answer 1

分析：（1）已知玻璃板的重力G，用公式m=

G

g

計(jì)算出玻璃板的質(zhì)量；
（2）平板玻璃增加的重力勢(shì)能等于克服玻璃板重力所做的功；
（3）先根據(jù)吸盤(pán)的直徑計(jì)算出吸盤(pán)的面積S，再以玻璃板為研究對(duì)象，根據(jù)受力平衡列出平衡關(guān)系式，解出答案．

解答：解：（1）根據(jù)G=mg得：m=

G

g

=

125.6N

10N/kg

=12.56kg
（2）平板玻璃增加的重力勢(shì)能E=mgh=12.56kg×10N/kg×2m=251.2J
（3）吸盤(pán)的面積s=π(

D

2

)2=3.14×(

0.3m

2

)2=0.07m²；
以玻璃板為研究對(duì)象，受到向下的重力G，吸盤(pán)內(nèi)氣體向下的壓力F_內(nèi)=P_內(nèi)S，外界大氣向上的壓力F_外=P_外S，
玻璃板受力平衡得：F_外=F_內(nèi)+G
即：P_外S=P_內(nèi)S+G
所以P_外-P_內(nèi)=

G

S

=

125.6N

0.07m2

=1.79×10³Pa
答：玻璃板的質(zhì)量為12.56kg，平板玻璃增加的重力勢(shì)能為251.2J，吸盤(pán)內(nèi)外大氣壓的差為1.79×10³Pa．

點(diǎn)評(píng)：吸盤(pán)運(yùn)送玻璃是大氣壓的典型應(yīng)用，本題要根據(jù)受力平衡去解答，若將吸盤(pán)內(nèi)的空氣排凈，還可以用吸盤(pán)測(cè)出當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簭?qiáng)．