玉溪某玻璃厂用圆形低压吸盘搬运玻璃.如图中E为圆形吸盘,其直径为0.3m,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1m,重125.6N.若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并提升2m,在此过程中.求:(1)平板玻璃的质量.(2)平板玻璃增加的重力势能.(3)吸盘内外大气压的差.

问题描述:

玉溪某玻璃厂用圆形低压吸盘搬运玻璃.如图中E为圆形吸盘,其直径为0.3m,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1m,重125.6N.若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并提升2m,在此过程中.求:

(1)平板玻璃的质量.
(2)平板玻璃增加的重力势能.
(3)吸盘内外大气压的差.

(1)根据G=mg得:m=

G
g
=
125.6N
10N/kg
=12.56kg
(2)平板玻璃增加的重力势能E=mgh=12.56kg×10N/kg×2m=251.2J
(3)吸盘的面积s=π(
D
2
)
2
=3.14×(
0.3m
2
)
2
=0.07m2
以玻璃板为研究对象,受到向下的重力G,吸盘内气体向下的压力F=PS,外界大气向上的压力F=PS,
玻璃板受力平衡得:F=F+G
即:PS=PS+G
所以P-P=
G
S
=
125.6N
0.07m2
=1.79×103Pa
答:玻璃板的质量为12.56kg,平板玻璃增加的重力势能为251.2J,吸盘内外大气压的差为1.79×103Pa.
答案解析:(1)已知玻璃板的重力G,用公式m=
G
g
计算出玻璃板的质量;
(2)平板玻璃增加的重力势能等于克服玻璃板重力所做的功;
(3)先根据吸盘的直径计算出吸盘的面积S,再以玻璃板为研究对象,根据受力平衡列出平衡关系式,解出答案.
考试点:重力的计算;压强的大小及其计算;功的计算.

知识点:吸盘运送玻璃是大气压的典型应用,本题要根据受力平衡去解答,若将吸盘内的空气排净,还可以用吸盘测出当地的大气压强.