Question

盛夏时分，“小问号”王欣同学在打开冰箱取饮料时，突然脑海里浮出一个问题：为什么每次开冰箱门都比较费力？通过仔细观察他发现打开冰箱门时，冰箱里的冷空气出来，外面的热空气进去．当冰箱门重新关上后，就将这部分热空气也关在了里面，箱内热空气冷却收缩．压强减小．王欣判断这应该是开冰箱门费力的一个原因．若冰箱门长为0.6m．宽为0.5m冰箱外的气压为1×10⁵Pa，设冰箱内部与外部的气压相差求：
（1）冰箱内气体压强多少？
（2）冰箱内、外气体对门的压力各是多少？
（3）冰箱门受到的内外压力差相当于质量为多少的物体受到的重力大小？（g=10N/kg）

Answer 1

解：（1）P_内=1×10⁵Pa×（1-）=9.99×10⁴Pa．
答：冰箱内气体压强是9.99×10⁴Pa．
（2）冰箱的面积是S=0.5m×0.6m=0.3m²，
F_内=PS=9.99×10⁴Pa×0.3m²=2.997×10⁴N，
F_外=PS=1×10⁵Pa×0.3m²=3×10⁴N．
答：冰箱内对门的压力是2.997×10⁴N；冰箱外气体对门的压力是3×10⁴N．
（3）冰箱门受到的内外压力差为
F_外-F_内=3×10⁴N-2.997×10⁴N=30N，
由G=mg得，m===3kg．
答：冰箱门受到的内外压力差相当于质量为3kg的物体受到的重力．
分析：（1）已知内外压强差为外界气压的千分之一，可知，内压强为外界气压的，求出内压强；
（2）根据冰箱门长为0.6m，宽为0.5m，求出其面积，再利用P=变形即可求出大气压对冰箱门产生的压力F；
（3）内外压强差产生的阻力可用公式F=F_外-F_内，结合（2）求出；然后根据公式m=求出相当于质量为多少的物体受到的重力；
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，此题与实际生活联系密切，要求学生在平时的学习中，多注意观察周围的事物，学会用物理知识解决实际问题．