Question

学习了大气压的知识后，小明对大气压强通常有1.0×10⁵Pa这么大存有疑问，想亲自证实一下．小明买来一个塑料挂钩（质量可忽略不计），把它的吸盘贴在玻璃餐桌的下表面，如图所示，测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为10cm²，又找来一轻塑料桶（质量可忽略不计），并在桶中装入8L水：
（1）塑料桶中的水的重力是多大？（g取10N/Kg）
（2）小明经过计算，认为把塑料桶挂到挂钩上不会把吸盘拉掉，请你帮他写出计算过程和判断依据．
（3）当小明把水桶挂到挂钩上时，吸盘却被拉掉了，是不是大气压没有那么大呢？如果不是，你认为可能是其他什么原因造成的呢？

Answer 1

解：（1）∵ρ=，
∴水的质量：m=ρV=1×10³kg/m³×8.0×10^-3m³=8.0kg，
水的重力：G=mg=8.0kg×10N/kg=80N，
（2）吸盘面积：S=1.0×10^-3m²，
∵p=，
∴吸盘受到的大气压力：F=PS=1.0×10⁵Pa×1.0×10^-3m²=10ON．
因为100N＞80N，所以吸盘不会被拉掉，
（3）不是大气压没有那么大．可能是吸盘内没有完全压成真空或吸盘与玻璃接触面粗糙，有漏气现象，导致吸盘受到了吸盘内气体向下的压力，而使吸盘掉下．
答：（1）塑料桶中的水的重力是800N．
（2）因为G=80N＜F=100N，水的重力小于大气对挂钩的压力，所以装水塑料桶挂到挂钩上不会把吸盘拉掉．
（3）不是大气压没有那么大．可能是吸盘内没有完全压成真空或吸盘与玻璃接触面粗糙，有漏气现象，导致吸盘受到了吸盘内气体向下的压力，而使吸盘掉下．
分析：（1）已知水的体积，根据公式m=ρV可求水的质量，根据重力公式进一步求出水的重力．
（2）已知塑料吸盘与玻璃的接触面积，则可由F=PS求得大气对塑料吸盘的压力，
比较水的重力和大气对塑料吸盘的压力大小，可判断会不会掉下来，
（3）在计算中我们没考虑内部空气的压力，若在实际操作中内部混有空气会使吸盘受到内部空气向下的压力而使吸盘下落．
点评：本题考查重力、大气压力的计算，关键考查物理知识在生活中的应用，还要注意在实际操作中要考虑可能出现的因素，与计算的理想情况要注意区分．