Question

【題目】在德國馬德堡市的廣場上，1654年曾經(jīng)做過一個著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，如圖1所示，把兩個半徑約20cm的銅制空心半球合在一起，抽去里面的空氣，用兩支馬隊(duì)向相反的方向拉兩個半球．

（1）總共用了16匹馬把兩個半球拉開，則平均一對（左右各一匹）馬產(chǎn)生的拉力是多少？（大氣壓的值約為105Pa，計算時把半球看成一個圓盤）
（2）某實(shí)驗(yàn)室供教學(xué)用的半球，在正常氣壓下抽成真空后，只需四個人便可拉開．其原因是 ．
（3）如圖2是同學(xué)們用高壓鍋模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，如果他們沒有抽氣機(jī)，應(yīng)怎樣將高壓鍋里的空氣盡量排除呢？請說出你的辦法

Answer 1

【答案】
（1）12560
（2）半球表面積較小（或半徑小、或體積較小），產(chǎn)生的大氣壓力小
（3）往高壓鍋里放少量的水加熱至沸騰趕走里面的空氣，然后蓋嚴(yán)鍋蓋，讓其冷卻
【解析】解：（1）大氣壓產(chǎn)生的壓力：
F=pS=105Pa×3.14×（0.2m）2=12560N，
一匹馬產(chǎn)生的拉力：=1570N；
F拉′=F拉=1570N；
（2）實(shí)驗(yàn)室供教學(xué)用的半球表面積要比馬德堡半球?qū)嶒?yàn)中的半球小的多，
根據(jù)F=pS可知，大氣壓強(qiáng)相同時，產(chǎn)生的大氣壓力小．
所以答案是：半球表面積較小（或半徑小、或體積較小），產(chǎn)生的大氣壓力小．
（3）在高壓鍋中放少量的水，蓋上鍋蓋，加熱至沸騰，讓水蒸氣將空氣趕出高壓鍋，此時將限壓閥罩上，然后向高壓鍋上潑冷水，使鍋中的水蒸氣遇冷液化，鍋中就幾乎沒有空氣了．
所以答案是：（1）平均一對（左右各一匹）馬產(chǎn)生的拉力是1570N；
（2）半球表面積較小（或半徑小、或體積較小），產(chǎn)生的大氣壓力小；
（3）往高壓鍋里放少量的水加熱至沸騰趕走里面的空氣，然后蓋嚴(yán)鍋蓋，讓其冷卻．