Question

用如圖所示的水杯盛水，經常會遇到這樣的情況：往杯里裝入大半杯熱水，擰緊杯蓋，過較長一段時間后，杯蓋會很難擰開．
（1）簡要回答產生這一現象的原因．
（2）請設計兩種打開杯蓋的方法，并說出每種方法用到的物理原理．（不能損壞杯子）

Answer 1

答：（1）瓶內溫度降低，同時部分水蒸氣液化，致使瓶內上方空氣壓強小于外部大氣壓．
（2）方法：①墊上毛巾，用力擰；增大摩擦力．
②放到熱水中燙一段時間，再用力擰下來；增大內部氣壓．
③將布條緊繞在杯蓋上，增大動力臂，將杯蓋轉下來；利用杠桿原理．
分析：本題主要考查以下幾個知識點：
（1）氣體壓強：裝熱水的杯子，當熱水冷卻后，由于杯內氣壓小于外界大氣壓，所以很難打開；
（2）改變物體內能的方法：做功或熱傳遞都能改變物體的內能，它們在改變內能的方法上是等效的；
（3）增大摩擦力的方法：通常采用增大壓力或增大接觸面的粗糙程度的方法增大摩擦力的大小；
（4）省力杠桿的特點：省力杠桿能省力，但要費距離．
點評：本題是一道關于大氣壓強、摩擦力以及能量轉化的綜合分析題，認真分析題目要求，找準對應的知識點是本題的解題關鍵．