Question

有一种气压保温瓶其结构如图所示．用手压下按压器，气室上方小孔被堵住，在瓶内气体压强作用下，水经出水管流出．按压器面积为8厘米²，瓶内水面低于出水管10厘米．要将水压出管口，瓶内水面上方的压强至少要多大？在按压器上至少要加多大的压力？（弹簧的平均弹力为1牛，p=1.01×10⁵帕，g=10牛/千克，按压器所受重力忽略不计）

Answer

分析题时，要找到题目中的平衡问题，即瓶的内外气压和水压的平衡，利用平衡法求出瓶内气压；再根据力的平衡知识，分析出瓶的内外压力的平衡，利用平衡力知识和题目的条件，可解决此题．
【解析】

管口与瓶内水面之间的压强差：
P水=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa；
水面上的压强：
P=P+P水=1.01×105Pa+1×103Pa=1.02×105Pa；
克服压强差所需的压力：
F水=P水S=1×103Pa×8×10-4m2=0.8N；
考虑克服弹簧弹力后所需的压力：
F=F水+F弹=0.8N+1N=1.8N；
答：要使水从出水管口流出，瓶内水面上方的气体压强至少要1.02×105Pa；
为使水从出水管口流出，人手施加在按压器上的压力至少要1.8N．