Question

【題目】有一種氣壓保溫瓶其結(jié)構(gòu)如圖所示．用手壓下按壓器，氣室上方小孔被堵住，在瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)作用下，水經(jīng)出水管流出．按壓器面積為8厘米2 ， 瓶?jī)?nèi)水面低于出水管10厘米．要將水壓出管口，瓶?jī)?nèi)水面上方的壓強(qiáng)至少要多大？在按壓器上至少要加多大的壓力？（彈簧的平均彈力為1牛，p0=1.01×105帕，g=10牛/千克，按壓器所受重力忽略不計(jì)）

Answer 1

【答案】解： 管口與瓶?jī)?nèi)水面之間的壓強(qiáng)差：
P水=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa；
水面上的壓強(qiáng)：
P=P0+P水=1.01×105Pa+1×103Pa=1.02×105Pa；
克服壓強(qiáng)差所需的壓力：
F水=P水S=1×103Pa×8×10﹣4m2=0.8N；
考慮克服彈簧彈力后所需的壓力：
F=F水+F彈=0.8N+1N=1.8N；
答：要使水從出水管口流出，瓶?jī)?nèi)水面上方的氣體壓強(qiáng)至少要1.02×105Pa；
為使水從出水管口流出，人手施加在按壓器上的壓力至少要1.8N
【解析】分析題時(shí)，要找到題目中的平衡問題，即瓶的內(nèi)外氣壓和水壓的平衡，利用平衡法求出瓶?jī)?nèi)氣壓；再根據(jù)力的平衡知識(shí)，分析出瓶的內(nèi)外壓力的平衡，利用平衡力知識(shí)和題目的條件，可解決此題．
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算和液體的壓強(qiáng)的計(jì)算，掌握壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）；液體內(nèi)部壓強(qiáng)的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強(qiáng)單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點(diǎn)到液面的距離即可以解答此題．