Question

12．1654年，馬德堡市長(zhǎng)和他的助手做了著名的“馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”，證明了大氣壓的存在．
（1）實(shí)驗(yàn)中，他們把兩個(gè)銅半球殼灌滿水后合在一起，再把水全部抽出，此時(shí)球內(nèi)接近真空，周圍的大氣壓把兩個(gè)銅半球緊緊地壓在一起．
（2）如圖，某校同學(xué)用底面積為500cm²的平底壓力鍋代替銅半球模擬上述實(shí)驗(yàn)，在山底比在山頂拉開鍋的最小拉力要大（山底與山頂氣溫相同），在山底，當(dāng)鍋兩邊受到的拉力均為4000N時(shí)，鍋恰好被拉開，此時(shí)鍋內(nèi)空氣的壓強(qiáng)約為2×10⁴Pa（大氣壓取10⁵Pa）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)“馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”原理分析；
（2）氣壓隨高度的增加而減小，已知受到的拉力和底面積，再利用壓強(qiáng)公式求得此時(shí)鍋內(nèi)空氣的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中，他們把兩個(gè)銅半球殼灌滿水后合在一起，再把水全部抽出，此時(shí)球內(nèi)接近真空，球內(nèi)沒(méi)有空氣壓強(qiáng)，而外面的大氣壓就將兩個(gè)半球緊緊地壓在一起．通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)不僅證明大氣壓的存在而且證明大氣壓是很大的．
（2）因?yàn)闅鈮弘S高度的增加而減小，在山底比在山頂?shù)臍鈮捍�，所以在山底比在山頂拉開鍋的最小拉力要大；
以左側(cè)鍋底為研究對(duì)象，受到向左的拉力，向左的內(nèi)部空氣壓力，向右的大氣壓力，
S=500cm²=0.05m²，
向右的大氣壓力，F(xiàn)′=p₀S=10⁵Pa×0.05m²=5000N
則鍋內(nèi)空氣的壓力F=F′-4000N=5000N-4000N=1000N，
此時(shí)鍋內(nèi)空氣的壓強(qiáng)p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1000N}{0.05{m}^{2}}$=2×10⁴Pa．
故答案為：（1）真空；大氣壓；（2）大；2×10⁴．

點(diǎn)評(píng) 此題考查壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算，涉及到氣壓與高度的關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)，難易程度適中．