Question

注射器的針筒質量為60g．光滑且不漏氣的活塞質量為40g．將出液孔堵住，使空氣封閉在筒內，用力F豎直向上拉住活塞，針筒不會掉下來，如圖所示．求：
（1）力F的大小是多少？
（2）如果活塞橫截面積為6cm²，外部大氣壓為1×10⁵ Pa，封閉在筒內的氣體壓強是多大？

Answer 1

解：（1）對注射器整體進行受力分析可得：
F=（m_針筒+m_活塞）g=（60g+40g）×10^-3kg×10N/kg=1N．
（2）對針筒受力分析可得：p₀S=P_內S+G_筒，
所以p_內=P₀-=1×10⁵Pa-=9.9×10⁴Pa．
答：（1）力F的大小為1N
（2）封閉在筒內的氣體壓強是9.9×10⁴Pa．
分析：（1）對注射器整體進行受力分析可知：受豎直向上的拉力、豎直向下鎮痛和活塞的重力，根據G=mg結合力的平衡條件即可求出力F的大小；
（2）對針筒受力分析可知：受豎直向上大氣壓強產生的壓力、豎直向下的重力和里邊氣體產生的壓力，根據力的平衡條件得出等式結合G=mg即可求出封閉在筒內的氣體壓強．
點評：本題考查了壓強和重力的計算，能正確的找出研究對象和受力分析是解決本題的關鍵．