Question

覆杯实验实验，杯子倒扣，里面装满了水，杯子下面和纸片之间不是紧密连接，那杯口的水和空气是接触的，水

覆杯实验实验，杯子倒扣，里面装满了水，杯子下面和纸片之间不是紧密连接，那杯口的水和空气是接触的，水会传递气压，为什么覆杯实验还会成功？

Answer 1

因为覆杯实验主要是要利用大气压将水托住。
而如果杯内还有空气的话，内外气压是相平的，内外没有气压差，水便会由于重力而被到了出来。
若里面水是满的，用纸片盖住，里面没有了空气，或者里面空气很少，这样内外便会有一个气压差，这个气压差很大，足以将这部分水托住。

追问

杯子与纸片接触面间不可能紧密接触，水和空气是接触的，水会传递气压啊

追答

继续回答提问者的追问，即可获得2经验值和2财富值奖励或者里面空气很少

追问

空气少，但压强和大气压大小相同啊

追答

我们来做个简单的计算。假设杯子为圆柱形，高度为H，水深h，杯子内截面积为S，盖上卡片时管内空气柱体积是V0＝(H－h)S，倒置后，卡片受水的压力将向下稍有突出，从而使杯内空气柱的体积变大V＝ V0＋△V,于是使气体的压强减小P＝P0－△P，根据玻――马定律，可得P0V0＝PV＝(P0－△P)(V0＋△V)＝P0V0＋P0△V－△P V0 －△P△V,略去△P△V，则P0△V＝△P V0。对卡片作受力分析：向下的力有卡片自重G，杯内水的压力ρghS，杯内气体产生的压力PS；向上的力有浸润现象产生的水对卡片的拉力，杯外气体产生的压力P0S。其中P0S－PS＝△PS。由于浸润现象产生的水对卡片的拉力和卡片自重都很小，而且这两个力方向相反，部分可以抵消，可以略去不计。这样只要满足△P＝ρgh,，则卡片可以被大气托住，代入P0△V＝△P V0可得，△V＝ρghV0/P0。设水柱下降△h，△V＝S△h，上式化简为△h＝ρgh（H－h）/P0，设g=10牛/千克，P0＝105帕，得△h＝h（H－h）/10米，可以估计△h在10－4米的数量级。所以只要卡片有微小的下移，就能满足上述条件，因此管中的水不注满时，大气也能把卡片托住。

如果用半杯水做覆杯实验来验证大气压的存在，学生会觉得难以理解，教师也很难向初中生解释。用整杯水做覆杯实验时，有些教师这样向学生解释：当杯内充满水时，杯内没有空气，也就没有大气压强，而外界有大气压强，外界的大气压强把卡片给托住了。这样的解释看似合理，事实上是错误的。如果杯内充满水时，没有大气压强的话，那么外界大气压强作用在卡片上的力应该是非常大的。我们可以做一个简单的计算：例如水杯的内径为8厘米，外界大气压强对卡片的压力为F＝PS＝1.01×105帕×3.14×(0.08/2)2米2＝507.424牛。设杯内水深为12厘米，水对卡片的压力为F＝ρghS=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.12米×3.14×(0.08/2) 2米2＝5.9牛。两个力的差距超过500牛，这么大的力足以将卡片牢牢地压在杯口上，甚至把卡片推向杯内。而事实上，我们观察到杯口的卡片只要用很小的力就可以把它取下来。显然，当杯内充满水时，里面确实有大气压强存在的。

Answer 2

纸片受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强，大气压远大于水对纸片向下的压强，所以纸片不会掉下来．
当在缓慢地倒转杯子的过程中，如果杯子漏气了，则纸片上下都受到大气压的作用，则纸片受到水对它向下的压强；
故纸片就会脱落．
故答案为：大气压强是存在的；漏气．

追问

水对纸片的压强等于大气压再加自身重力引起的压强

因为水和空气是接触的，水会传递大气压

追答

拿掉纸后,不能保证水和空气的接触面始终是水平的,这时候,空气对水的压力也就不在竖直方向,水会流动

Answer 3

水和纸片还是相连的吧，因为水的还有表面张力，虽然跟空气有接触，但是水跟纸片之间局部真空，而水跟杯子也是。受力达到平衡，所以不会掉

追问

水和纸片和底部虽然是真空，但是水会传递气压啊

追答

不同的，水不像空气一样，还会受到表面张力的作用，即使同一高度下，水里面和水的表面压强都不一样，会形成局部压差，看看原子力学部分吧，经典力学很多解说不了。

追问

那帕斯卡定律在这不适用吗？为什么传递不了压强？

追答

帕斯卡定律那个是适用于不可压缩静止流体，就是一堆刚性球球，我们正常的水有什么可能是呢？他们相互之间还有作用力。

追问

私信

Answer 4

物理