有位同學做了個小實驗，他在杯中放了半杯水，找了一張普通的紙蓋在杯口光滑平整的玻璃杯上，按住紙翻轉(zhuǎn)杯子、松開手，他驚呆了：水居然不流下來，如圖甲所示．已知玻璃杯粗細均勻，杯子內(nèi)底部到杯沿的高度為12cm，杯中水的高度為6cm，大氣壓強為1.013×105Pa．該同學在經(jīng)過仔細觀察后發(fā)現(xiàn)，翻轉(zhuǎn)后，紙略往下凸，其平均下凸高度為0.35×10-3m（見乙圖），g取9.8m/s2．請你通過計算說明水不流下來的原因．
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分析：紙發(fā)生形變后空氣的體積略有增大，氣體壓強減小，根據(jù)玻意耳定律求解氣體壓強，得到內(nèi)外壓力差，與水的重力比較，得出結(jié)論．
解答：解：杯子中原來氣柱的高度L1=6cm，P1=P0；

后來杯子倒過來，氣柱的高度L2=6cm+0.035cm=6.035cm，

設(shè)杯子的橫截面面積為S．
杯子內(nèi)氣體做等溫變化，由玻意耳定律得：
P1L1S=P2L2S
解得：P2=
L1
L2
P1=
6
6.035
×1.013×105Pa≈1.007×105Pa

杯子中水柱產(chǎn)生的壓強為P水=ρgh=1.0×103×9.8×6×10-2Pa=588Pa=0.00588×105Pa
杯中氣體的壓強加上水柱的壓強為P=P2+P水=1.007×105+0.00588×105Pa≈1.013×105Pa=P0

即杯中氣體的壓強加上水柱的壓強正好等于大氣壓強，處于平衡狀態(tài)．所以，水不會流出來．
點評：本題是一道聯(lián)系生活實際的好題，體現(xiàn)了科學探究過程的基本流程，同學們可以親手試試．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：2011-2012學年度高一第一學期期末考試物理卷 題型：實驗題

在驗證力的平行四邊形法則的實驗中,有位同學做了一系列步驟，其中的兩個步驟是這樣做的:
①在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上，另一端拴點達到某一位置O點，在白紙上記下O點與兩個彈簧秤的讀數(shù)F1與F2；
②只用一個彈簧秤通過細線沿原來的方向（即兩個彈簧同時拉時橡皮條伸長的方向）拉橡皮條，記下此時彈簧秤的讀數(shù)F’和細線的方向；
以上兩個步驟中均有疏漏或錯誤，分別是：
【小題1】在①中                                                           ；
【小題2】在②中                                                           。

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科目：高中物理 來源：奉賢區(qū)二模 題型：問答題

有位同學做了個小實驗，他在杯中放了半杯水，找了一張普通的紙蓋在杯口光滑平整的玻璃杯上，按住紙翻轉(zhuǎn)杯子、松開手，他驚呆了：水居然不流下來，如圖甲所示．已知玻璃杯粗細均勻，杯子內(nèi)底部到杯沿的高度為12cm，杯中水的高度為6cm，大氣壓強為1.013×105Pa．該同學在經(jīng)過仔細觀察后發(fā)現(xiàn)，翻轉(zhuǎn)后，紙略往下凸，其平均下凸高度為0.35×10-3m（見乙圖），g取9.8m/s2．請你通過計算說明水不流下來的原因．

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科目：高中物理 來源：2009年上海市奉賢區(qū)高考物理二模試卷（解析版） 題型：解答題

有位同學做了個小實驗，他在杯中放了半杯水，找了一張普通的紙蓋在杯口光滑平整的玻璃杯上，按住紙翻轉(zhuǎn)杯子、松開手，他驚呆了：水居然不流下來，如圖甲所示．已知玻璃杯粗細均勻，杯子內(nèi)底部到杯沿的高度為12cm，杯中水的高度為6cm，大氣壓強為1.013×105Pa．該同學在經(jīng)過仔細觀察后發(fā)現(xiàn)，翻轉(zhuǎn)后，紙略往下凸，其平均下凸高度為0.35×10-3m（見乙圖），g取9.8m/s2．請你通過計算說明水不流下來的原因．

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