Question

【題目】把圖1中的塑料吸盤(吸盤及掛鉤的總質量為100g)，輕放在水平桌面上，與桌面的接觸面積是圖中的陰影部分，其中0是圓心，外圓半徑R=3cm，內圓半徑 r=2.5cm，π=3，g取10N/kg

(1)求吸盤對桌面的壓強____________；

(2)緊壓吸盤，把吸盤內的空氣全部擠出；

①吸盤對水平桌面的壓力有何變化____________？寫出你的判斷依據___________。

②用桿秤豎直向上拉吸盤上的掛鉤，提繩在手拉力作用下保持靜止。向右移動秤砣(質量為5kg)，當秤砣移到圖2所示的位置時，吸盤剛好脫離桌面，求大氣壓強________。(本小題忽略秤桿和吸盤的重力)

(3)把水倒在桌面上，使桌面有一層水膜，把吸盤壓在桌面上，擠出吸盤內部分空氣。用彈簧測力計水平拉著吸盤向右勻速運動了0.8m，如圖3甲所示，其中彈簧測力計的示數如圖乙所示。

①求拉力做的功______；

②若把吸盤內的空氣擠出多一些，用較快的速度水平拉著吸盤向右勻速運動同樣的距離，拉力做的功將如何變化_________？寫出你的判斷依據____________。

Answer 1

【答案】1.2×103Pa 增大 見解析 9.26×104Pa 9.6J 增大 見解析

【解析】

(1)[1]吸盤對水平桌面的壓力

F壓=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N

吸盤與桌面的接觸面積

S=S大-S小=πR2-πr2=3×(3cm)2-3×(2.5cm)2=8.25cm2=8.25×10-4m2

吸盤對桌面的壓強

p=≈1.2×103Pa

(2)①[2][3]緊壓吸盤，把吸盤內的空氣全部擠出，吸盤受到大氣壓力的作用，所以吸盤對桌面的壓力增大。

②[4]秤砣對杠桿的作用力

F=G砣=5kg×10N/kg=50N

設桿秤一格為l，根據杠桿的平衡條件得到

F拉×3l= F×15l

F拉=5F=5×50N=250N

因為

S大=πR2=3×(3cm)2=27cm2=2.7×10-3m2

大氣壓

p=≈9.26×104Pa

(3)①[5]由圖可知，彈簧測力計的示數

F彈=12N

拉力做的功

W=F彈s=12N×0.8m=9.6J

②[6][7]多擠出空氣時，吸盤對桌面的壓力增大，在同一接觸面上，壓力增大，所受的摩擦力增大，則勻速直線運動時，拉力增大，根據W=Fs可知，在s不變時，拉力F越大，所做的功將增大。