Question

用如图所示的水杯盛水，经常会遇到这样的情况：往杯里装入大半杯热水，拧紧杯盖，过较长一段时间后，杯盖会很难拧开．
（1）简要回答产生这一现象的原因．
（2）请设计两种打开杯盖的方法，并说出每种方法用到的物理原理．（不能损坏杯子）

Answer 1

答：（1）瓶内温度降低，同时部分水蒸气液化，致使瓶内上方空气压强小于外部大气压．
（2）方法：①垫上毛巾，用力拧；增大摩擦力．
②放到热水中烫一段时间，再用力拧下来；增大内部气压．
③将布条紧绕在杯盖上，增大动力臂，将杯盖转下来；利用杠杆原理．
分析：本题主要考查以下几个知识点：
（1）气体压强：装热水的杯子，当热水冷却后，由于杯内气压小于外界大气压，所以很难打开；
（2）改变物体内能的方法：做功或热传递都能改变物体的内能，它们在改变内能的方法上是等效的；
（3）增大摩擦力的方法：通常采用增大压力或增大接触面的粗糙程度的方法增大摩擦力的大小；
（4）省力杠杆的特点：省力杠杆能省力，但要费距离．
点评：本题是一道关于大气压强、摩擦力以及能量转化的综合分析题，认真分析题目要求，找准对应的知识点是本题的解题关键．