如图是某品牌自动咖啡机及其结构示意图，其工作原理为：当盛水器内的水温升高至一定温度时，水沿导管进入盛有咖啡粉的...

问题详情：

如图是某品牌自动咖啡机及其结构示意图，其工作原理为：当盛水器内的水温升高至一定温度时，水沿导管进入盛有咖啡粉的玻璃杯中，在平衡球作用下，原来水平的平衡杆绕O点转动，盛水器抬升．冷却一段时间后，玻璃杯中的咖啡液体又倒吸进入盛水器，咖啡冲泡完成．

（1）当密封的盛水器内水温升高到一定程度时，其内部的热水开始自动沿导管进入玻璃杯，则此时盛水器内的压强p内与外接大气压p0的大小关系为：p内　　　　　　p0．

（2）该咖啡机的平衡球重2.4牛，盛水器自重5牛，以O为支点，平衡球与盛水器重力的力臂之比为5：2．当盛水器内的水为多少牛时，盛水器开始抬升？（写出计算过程，平衡杆和导管的质量不计）

（3）打开出水开关，使0.2千克的咖啡流入重为1牛的水杯中，若水杯底部与水平桌面的接触面积为20厘米2，则水杯对桌面的压强是多少帕？（写出计算过程，g取10N/kg）

【回答】

【考点】杠杆的平衡分析法及其应用；压强的大小及其计算．

【分析】（1）当密封的盛水器内水温升高到一定程度时，盛水器内水的上方空气受热膨胀，气压增大，大于外界大气压，在内部气压作用下水流入玻璃杯中；

（2）可以把平衡杆看成一个杠杆，平衡球重为动力，盛水器自重加上盛水器内的水重为阻力，平衡球与盛水器重力的力臂之比为5：2，利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2的变形公式计算出阻力，然后从阻力中减去盛水器重力就是水的重力；

（3）水杯对桌面的压强可以按固体压强计算，压力等于咖啡重力加杯子重力，受力面积就是水杯底部与水平桌面的接触面积，然后根据公式P=F/S计算即可求得压强．

【解答】解：（1）当密封的盛水器内水温升高到一定程度时，盛水器内水的上方空气受热膨胀，且水蒸气逐渐增多，内部气压增大，大于外界大气压，在内部气压作用下水流入玻璃杯中；

（2）由杠杆平衡条件得：G球×L1=G盛水器总×L2

则盛水器的总重：G盛水器总===6N，

所以，盛水器内水的重：G水=G盛水器总﹣G容器=6N﹣5N=1N．

（3）咖啡的重：G咖啡=m咖啡g=0.2kg×10N/kg=2N，

整个水杯对桌面压力：F=G咖啡+G杯=2N+1N=3N，

受力面积：S=20cm2=2×10﹣3m2

水杯对桌面的压强：p===1.5×103Pa．

答：（1）盛水器内的压强p内与外接大气压p0的大小关系为：p内＞p0；

（2）当盛水器内的水为1N牛时，盛水器开始抬升．

（3）水杯对桌面的压强是1.5×103帕．

知识点：八年级下

题型：计算题