Question

盛夏時分，“小問號”王欣同學在打開冰箱取飲料時，突然腦海里浮出一個問題：為什么每次開冰箱門都比較費力？通過仔細觀察他發現打開冰箱門時，冰箱里的冷空氣出來，外面的熱空氣進去．當冰箱門重新關上后，就將這部分熱空氣也關在了里面，箱內熱空氣冷卻收縮．壓強減小．王欣判斷這應該是開冰箱門費力的一個原因．若冰箱門長為0.6m．寬為0.5m冰箱外的氣壓為1×10⁵Pa，設冰箱內部與外部的氣壓相差求：
（1）冰箱內氣體壓強多少？
（2）冰箱內、外氣體對門的壓力各是多少？
（3）冰箱門受到的內外壓力差相當于質量為多少的物體受到的重力大小？（g=10N/kg）

Answer 1

解：（1）P_內=1×10⁵Pa×（1-）=9.99×10⁴Pa．
答：冰箱內氣體壓強是9.99×10⁴Pa．
（2）冰箱的面積是S=0.5m×0.6m=0.3m²，
F_內=PS=9.99×10⁴Pa×0.3m²=2.997×10⁴N，
F_外=PS=1×10⁵Pa×0.3m²=3×10⁴N．
答：冰箱內對門的壓力是2.997×10⁴N；冰箱外氣體對門的壓力是3×10⁴N．
（3）冰箱門受到的內外壓力差為
F_外-F_內=3×10⁴N-2.997×10⁴N=30N，
由G=mg得，m===3kg．
答：冰箱門受到的內外壓力差相當于質量為3kg的物體受到的重力．
分析：（1）已知內外壓強差為外界氣壓的千分之一，可知，內壓強為外界氣壓的，求出內壓強；
（2）根據冰箱門長為0.6m，寬為0.5m，求出其面積，再利用P=變形即可求出大氣壓對冰箱門產生的壓力F；
（3）內外壓強差產生的阻力可用公式F=F_外-F_內，結合（2）求出；然后根據公式m=求出相當于質量為多少的物體受到的重力；
點評：此題主要考查學生對壓強的大小及其計算的理解和掌握，此題與實際生活聯系密切，要求學生在平時的學習中，多注意觀察周圍的事物，學會用物理知識解決實際問題．