Question

如图（甲）是一个深度很浅的皮碗，如图（乙）是将皮碗压向水平的天花板，挤出皮碗下的全部空气，在大气压的作用下，皮碗像吸盘一样“平贴”在天花板上．皮碗的吸附面积为10cm²，皮碗中心引出的细线可悬挂一个物体在空中．（不计细线和皮碗的重力，大气压取1×10⁵Pa，g取10N/kg）
（1）要想吸盘不脱落，所挂物体的重力不得超过多少？
（2）设细线下挂一边长为10cm、质量为500g的正方体物块时吸盘没有脱落（物体底面保持水平），剪断细线后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）（接触面积一直是正方体的底面积），压强减至p_x时便保持不变，求t=0时物块对地面的压力和t=0.1s时p_x为多少．

Answer 1

分析：（1）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；
（2）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）吸盘所能承受物体的最大重力 G=F=ps=1×10⁵Pa×10×10^-4m²=100N；
（2）从图丙可以看出当t=0时，p₀=1.5×10³Pa，
物块对地面的压力F₀=p₀s₀=1.5×10³Pa×100×10^-4m²=15N；
当t=0.1s时，p₁=

F1

s1

=

G

s1

=

0.5kg×10N/kg

100×10-4m2

=500Pa．
答：（1）要想吸盘不脱落，所挂物体的重力不得超过100N；
（2）t=0时物块对地面的压力为F=15N；
t=0.1s时p_x=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．