Question

20．熱水瓶口的內圓面積為10cm²，灌入開水塞緊塞子后，塞子與水面間有一段空氣，過了較長時間后瓶內水溫降低了，水面上的氣體壓強隨之減小為0.8個標準大氣壓．在1個標準大氣壓的條件下需要多大的力才能拔出瓶塞？（不計瓶塞的重力和摩擦力，1標準大氣壓取1.01×10⁵Pa）

Answer 1

分析 知道熱水瓶內氣壓和熱水瓶口的內圓面積，利用p=$\frac{F}{S}$的變形公式可求解瓶塞受到的壓力減小量，根據力的平衡得出拔出瓶塞需要的力．

解答 解：瓶塞受三個力，大氣對它向下的壓力F_外，瓶內氣體對它向上的壓力F_內，
人對它向上的拉力F_拉，三者的關系：F_拉+F_內=F_外，
由題意知，1個標準大氣壓取1.01×10⁵Pa帕，S=10cm²=1×10^-3m²，
由公式p=$\frac{F}{S}$得，F_拉=F_外-F_內=p_外S-p_內S=（1.01×10⁵-0.8×10⁵）×1×10^-3m²=21N，
答：1個標準大氣壓的條件下需要21N的力才能拔出瓶塞．

點評 靈活運用公式p=$\frac{F}{S}$及其變形公式F=pS，記住1標準大氣壓的值，是解答的關鍵．