Question

如图所示甲是一个深度很浅的皮碗，乙是将皮碗压向水平的天花板，挤出皮碗下的全部空气，皮碗象吸盘一样“平贴”在天花板上，皮碗的吸附面积为100cm²，皮碗中心引出的细线可以悬挂一个物体在空中．（不计细线和皮碗的重量，大气压取1.0×10⁵Pa，g取10N/kg）
（1）皮碗能象吸盘一样“平贴”在天花板上是由于受到

大气压

的作用．
（2）要想吸盘不脱落，所挂物体的重量最多不得超过多少？
（3）设想细线下挂一边长为10cm，质量为500g的正方体物块时吸盘没有脱落（物块底面保持水平），剪断细线物块落在水平地面上无反弹和翻滚，从触地时开始计时，物块对地面的压强随时间变化的关系如图丙所示（接触面积一直是正方体的底面积），压强减至P_r时便保持不变．求t=0时物块对地面的压力和t=0.1S时P_r为多少？

Answer 1

分析：（1）塑料吸盘是大气压在生活中应用的实例．
（2）计算所挂的物体重力，先利用压强公式计算出大气对皮碗产生的压力，然后利用力的平衡知识得出；
（3）从图丙可以看出当t=0时，p=1.5×10³p_a，利用压强公式计算出压力．
当t=0.1s时，正方体静止，压力大小等于物体重力，利用压强公式计算出压强．

解答：解：（1）使用塑料吸盘时，先挤走里边的空气，使其内部近似真空，气体压强非常小，外界大气压的作用就把它压在了光滑的墙面上；
（2）∵p=

F

S

，
∴大气压作用在吸盘上的压力：
F=P₀S=1.0×10⁵Pa×100×10^-4 m²=1000N，
所挂物体的最大重量G=F=1000N，
（3）查表知t=0时物块对地面的压强P_r=1.5×10³Pa，
∵p=

F

S

，
∴F=P_rS=1.5×10³ Pa×（0.1m×0.1m）=15N，
由题意t=0.1S时可知此时正方体物块静止在水平地面上，F_r=G_物=mg=0.5kg×10N/kg=5N，
则P_r=

Fr

S

=

5N

0.01m2

=500Pa．
故答案为：（1）大气压；
（2）要想吸盘不脱落，所挂物体的重量最多不得超过1000N；
（3）t=0时物块对地面的压力F=15N；t=0.1s时p_r=500Pa．

点评：此题主要考查学生对压强的大小及其计算的理解和掌握，同时考查了压力与重力的关系、力的平衡、读图识图等，难度大，属于难题．