Question

有一种气压保温瓶其结构如图所示．用手压下按压器，气室上方小孔被堵住，在瓶内气体压强作用下，水经出水管流出．按压器面积为8厘米²，瓶内水面低于出水管10厘米．要将水压出管口，瓶内水面上方的压强至少要多大？在按压器上至少要加多大的压力？（弹簧的平均弹力为1牛，p₀=1.01×10⁵帕，g=10牛/千克，按压器所受重力忽略不计）

Answer 1

分析：分析题时，要找到题目中的平衡问题，即瓶的内外气压和水压的平衡，利用平衡法求出瓶内气压；再根据力的平衡知识，分析出瓶的内外压力的平衡，利用平衡力知识和题目的条件，可解决此题．

解答：解：
管口与瓶内水面之间的压强差：
P_水=ρ_水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1×10³Pa；
水面上的压强：
P=P₀+P_水=1.01×10⁵Pa+1×10³Pa=1.02×10⁵Pa；
克服压强差所需的压力：
F_水=P_水S=1×10³Pa×8×10^-4m²=0.8N；
考虑克服弹簧弹力后所需的压力：
F=F_水+F_弹=0.8N+1N=1.8N；
答：要使水从出水管口流出，瓶内水面上方的气体压强至少要1.02×10⁵Pa；
为使水从出水管口流出，人手施加在按压器上的压力至少要1.8N．

点评：此题是大气压强与液体压强的综合应用题，应用平衡法可得到题中的气压和手的压力；计算时要合理运用题目的已知条件．