题目内容
【题目】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)
【答案】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
【解析】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.
【考点精析】通过灵活运用压强的大小及其计算和液体的压强的计算,掌握压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa);液体内部压强的公式:p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意:h 指液体的深度,即某点到液面的距离即可以解答此题.