Question

【題目】1654年，在德國某市的廣場上曾經做過一個著名的半球實驗，該市市長讓人們把兩個銅制空心半球合在一起，抽去里面的空氣，用兩只馬隊向相反的方向拉兩個半球．當兩側的馬匹達到16匹時，才將半球拉開，并發出巨大的響聲．如圖為同學們利用直徑為D的壓力鍋代替空心銅半球模擬該實驗的情形．

（1）著名的半球實驗是在德國的　 　市進行的．
（2）如果當時的大氣壓值為P0 ， 他們將壓力鍋拉開需要多大力？（用字母表示計算過程）
（3）實際用力大小與計算的結果是否相同？請說出你的理由．

Answer 1

【答案】
（1）馬德堡
（2）

解：壓力鍋的橫截面積可以看成圓面，半徑r=，

大氣壓的作用面積：

S=πr2=π×（）2=，

大氣壓約為1.0×105Pa，由p=可得，受到的壓力：

F=p0S=πp0（）2=πp0D2，

根據力的相互作用可知，將壓力鍋拉開時需要5306.6N；

（3）

解：由于壓力鍋內無法抽成真空，所以實際拉開的力要比理論上計算出的拉力小

【解析】（1）著名的實驗馬德堡半球實驗在德國的馬德堡市舉行，證明了大氣壓的存在．
（2）知道壓力鍋的直徑，根據圓的面積公式求出壓力鍋的橫截面積即為大氣壓的作用面積，根據F=pS求出大氣壓力，即為將壓力鍋拉開需要的力；
（3）根據壓力鍋內無法抽成真空，可以比較實際所用的拉力與理論上所用的拉力的關系．