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初中简单试验:覆杯实验的一点小问题

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这个实验已经被辅导书用烂了……大意是这样:
往杯子里灌满水,倒扣在硬纸板上,提起来,纸板不回掉,水也不会流出。
这是官方解释:水对杯口硬纸板的压强小于大气压。纸片被压在杯口,掉不下来
乍一看好像蛮有道理
可是仔细想想就可以发现,计算水压时,大气对水的压强被忽略不计了,可对杯口纸板作受力分析时,又考虑了大气压的作用,这明显有问题。实际上,水对纸板的压强大于大气压。
从另一个角度看,这么大一个杯子中,水压时非常小的,所以纸片受大气压与水压的合压强非常大,若杯子深10CM,杯口面积为10CM2,则作用在纸片上的压力大约为100牛!实际做实验时显然没有这么大。
所以我们一直以来相信的所谓覆杯实验说明大气压,都是错的。可是在实际实验中,纸片不掉下来,显然受到了其他力的作用,然而并不知道这个力是哪里来的,大到可以支撑起一杯水。
有人说是表面张力,可是表面张力有那么大么?
这个倒扣的杯子又能装多少水呢?


IP属地:上海来自iPhone客户端1楼2016-04-07 13:23回复
    excuse me .你真的看懂实验了吗


    来自Android客户端2楼2016-04-07 13:29
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      2025-08-15 07:19:06
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      你说计算水压时,大气对水的压强被忽略了,并没有忽略,而是杯子里没有大气压(水中无气泡)或者大气压很小(少量气泡),这个实验如果杯子里不是满满的水,而是有一部分空气的时候会失败,就是最好的证明。


      IP属地:江苏3楼2016-04-07 15:19
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        额,我表述似乎有点问题……
        大概是这样的:灌满水的密封杯子内部也有大气压的存在,有点不可思议,但的确是这样。这个所谓的大气压其实是原来灌水时,水被大气挤压,产生多余压强。其实就是大气压传递到水中。密封后,这个压强其实由杯壁和纸片的支撑力提供。额,原谅我说不太清楚。


        IP属地:上海来自iPhone客户端8楼2016-04-07 19:06
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          边喝可乐边玩吸管边看你的问题。


          IP属地:上海9楼2016-04-07 19:33
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            回复 苦力怕与舞秋风 :比如在木块上放一张纸,用手拍纸,纸没有向下运动是因为木块的支持力而不是大气压力


            IP属地:上海来自Android客户端10楼2016-04-07 19:51
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              我们分析这个问题的时候,都把水当成了不可压缩流,而楼主认为水是可压缩的,而且是被大气压压缩的。事实上,水在一定程度上确实是可压缩的,覆杯实验如果你仔细观察现象,会发现纸和杯子不是完全贴紧的,会有一丝缝隙。这丝缝隙由大气压力、表面张力、水的压力三者平衡。水略微形变,就像弹簧松弛一样,提供的力会变小,导致与大气压力产生偏差,从而把纸托起来。认真做实验你会发现覆杯实验也就能托起纸,拖不起来太重的东西就是这么回事。。。


              来自iPhone客户端11楼2016-04-08 04:00
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                不过建议楼主一开始不要想得那么多。初中的学习以理解概念为要,概念不清晰就胡乱猜想只会让你误入歧途。。。


                来自iPhone客户端12楼2016-04-08 04:03
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                  2025-08-15 07:13:06
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                  唔…我是这样想的,就是无论杯子中有多少水,内外大气压,只要水量能够密封下面的塑料板,如果要使塑料板掉落,就要增加杯子与塑料板之间的间隔,这个位置可以是空气或者水来填充,水的话,如果杯子满了再加水,结果可想而知,如果是空气,因为塑料板和杯子之间由水密封,没有办法使空气在其中产生间隔,就没有办法增大间隔,也就无法掉落,无论是水也好,空气也好,都是物质,没有物质使得杯子和塑料板间隔增大,当然不会掉落。


                  IP属地:新疆来自Android客户端13楼2016-04-08 14:23
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                    要真有那么大,我上一个项目就用压力传感器了!
                    事实上1atm = 十米高的水柱;


                    IP属地:辽宁14楼2016-04-08 16:17
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                      好了,谢谢大家,许多人都提供了有价值的信息。
                      大意是这样:纸板落下时因表面张力的作用使杯内水的体积扩大,压强减小,吸住纸片。
                      顺便再问一下,水的体积和压强的关系式,这个用水压公式解不出来,有没有液体压缩后计算压强大小的公式?
                      再次感谢各位吧友


                      IP属地:上海来自iPhone客户端15楼2016-04-08 18:08
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