Question

如圖所示甲是一個深度很淺的皮碗，乙是將皮碗壓向水平的天花板，擠出皮碗下的全部空氣，皮碗象吸盤一樣“平貼”在天花板上，皮碗的吸附面積為100cm²，皮碗中心引出的細線可以懸掛一個物體在空中．（不計細線和皮碗的重量，大氣壓取1.0×10⁵Pa，g取10N/kg）
（1）皮碗能象吸盤一樣“平貼”在天花板上是由于受到

大氣壓

的作用．
（2）要想吸盤不脫落，所掛物體的重量最多不得超過多少？
（3）設想細線下掛一邊長為10cm，質量為500g的正方體物塊時吸盤沒有脫落（物塊底面保持水平），剪斷細線物塊落在水平地面上無反彈和翻滾，從觸地時開始計時，物塊對地面的壓強隨時間變化的關系如圖丙所示（接觸面積一直是正方體的底面積），壓強減至P_r時便保持不變．求t=0時物塊對地面的壓力和t=0.1S時P_r為多少？

Answer 1

分析：（1）塑料吸盤是大氣壓在生活中應用的實例．
（2）計算所掛的物體重力，先利用壓強公式計算出大氣對皮碗產生的壓力，然后利用力的平衡知識得出；
（3）從圖丙可以看出當t=0時，p=1.5×10³p_a，利用壓強公式計算出壓力．
當t=0.1s時，正方體靜止，壓力大小等于物體重力，利用壓強公式計算出壓強．

解答：解：（1）使用塑料吸盤時，先擠走里邊的空氣，使其內部近似真空，氣體壓強非常小，外界大氣壓的作用就把它壓在了光滑的墻面上；
（2）∵p=

F

S

，
∴大氣壓作用在吸盤上的壓力：
F=P₀S=1.0×10⁵Pa×100×10^-4 m²=1000N，
所掛物體的最大重量G=F=1000N，
（3）查表知t=0時物塊對地面的壓強P_r=1.5×10³Pa，
∵p=

F

S

，
∴F=P_rS=1.5×10³ Pa×（0.1m×0.1m）=15N，
由題意t=0.1S時可知此時正方體物塊靜止在水平地面上，F_r=G_物=mg=0.5kg×10N/kg=5N，
則P_r=

Fr

S

=

5N

0.01m2

=500Pa．
故答案為：（1）大氣壓；
（2）要想吸盤不脫落，所掛物體的重量最多不得超過1000N；
（3）t=0時物塊對地面的壓力F=15N；t=0.1s時p_r=500Pa．

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，同時考查了壓力與重力的關系、力的平衡、讀圖識圖等，難度大，屬于難題．