Question

【題目】如圖甲所示的“覆杯實驗”中，

(1)硬紙片不會掉下的事實是_______________存在的證據；

(2)有同學認為實驗中是水粘住了紙片，老師用如圖乙所示裝置進行實驗，隨著空氣被抽出可以看到紙片_____________（“會”或“不會”）掉下，排除了紙片是被水粘住的可能。若換用容積和高度均相同，而杯口更小的杯子進行實驗，要使同一硬紙片掉下，相同情況下需要抽氣的時間會______________（填“變短”、“變長”或“不變”）。

Answer 1

【答案】大氣壓強 會 變短

【解析】

（1）大氣壓在各個方向上都會產生壓強，硬紙片在大氣壓力作用下不會掉下來。

（2）比較空氣被抽出前后紙片受到的大氣壓和杯內液體產生的壓強大小即可判斷紙片是否會掉下；杯口變化后，紙片受到的壓強不變，據此分析回答。

（1）杯口朝下時，由于杯內沒有空氣只有水，而杯內水柱產生的壓強遠小于外界的大氣壓，故紙片就被大氣壓給“頂”住了，此實驗證明了大氣壓的存在。

（2）空氣被抽出前，紙片受到向上的大氣壓大于杯內水產生的向下的壓強，硬紙片不會掉下。空氣被逐漸抽出后，紙片受到向上的大氣壓減小，當向上的大氣壓等于水向下的壓強時，硬紙片在重力的作用下會掉下來，從而排除了紙片是被水粘住的可能。

要是紙片下落，紙片上下受到的壓強應該相等，若容積和高度均相同，紙片受到上面水的壓強是一定的，

設紙片剛好脫落時的氣壓為p，由平衡力的知識則有：，

所以，

因為S變小，考慮紙片的重力，所以p變大，則抽氣時間變短。