Question

【题目】把图1中的塑料吸盘(吸盘及挂钩的总质量为100g)，轻放在水平桌面上，与桌面的接触面积是图中的阴影部分，其中0是圆心，外圆半径R=3cm，内圆半径 r=2.5cm，π=3，g取10N/kg

(1)求吸盘对桌面的压强____________；

(2)紧压吸盘，把吸盘内的空气全部挤出；

①吸盘对水平桌面的压力有何变化____________？写出你的判断依据___________。

②用杆秤竖直向上拉吸盘上的挂钩，提绳在手拉力作用下保持静止。向右移动秤砣(质量为5kg)，当秤砣移到图2所示的位置时，吸盘刚好脱离桌面，求大气压强________。(本小题忽略秤杆和吸盘的重力)

(3)把水倒在桌面上，使桌面有一层水膜，把吸盘压在桌面上，挤出吸盘内部分空气。用弹簧测力计水平拉着吸盘向右匀速运动了0.8m，如图3甲所示，其中弹簧测力计的示数如图乙所示。

①求拉力做的功______；

②若把吸盘内的空气挤出多一些，用较快的速度水平拉着吸盘向右匀速运动同样的距离，拉力做的功将如何变化_________？写出你的判断依据____________。

Answer 1

【答案】1.2×103Pa 增大 见解析 9.26×104Pa 9.6J 增大 见解析

【解析】

(1)[1]吸盘对水平桌面的压力

F压=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N

吸盘与桌面的接触面积

S=S大-S小=πR2-πr2=3×(3cm)2-3×(2.5cm)2=8.25cm2=8.25×10-4m2

吸盘对桌面的压强

p=≈1.2×103Pa

(2)①[2][3]紧压吸盘，把吸盘内的空气全部挤出，吸盘受到大气压力的作用，所以吸盘对桌面的压力增大。

②[4]秤砣对杠杆的作用力

F=G砣=5kg×10N/kg=50N

设杆秤一格为l，根据杠杆的平衡条件得到

F拉×3l= F×15l

F拉=5F=5×50N=250N

因为

S大=πR2=3×(3cm)2=27cm2=2.7×10-3m2

大气压

p=≈9.26×104Pa

(3)①[5]由图可知，弹簧测力计的示数

F弹=12N

拉力做的功

W=F弹s=12N×0.8m=9.6J

②[6][7]多挤出空气时，吸盘对桌面的压力增大，在同一接触面上，压力增大，所受的摩擦力增大，则匀速直线运动时，拉力增大，根据W=Fs可知，在s不变时，拉力F越大，所做的功将增大。