Question

10．刮龍卷風時，大氣壓能達到9×10⁴帕．如圖所示，在一座面積為200米²的簡易平頂廠房中，廠房的房頂質量約為10t．當時的大氣壓是1×10⁵帕．g=10N/Kg，請回答：
（1）刮龍卷風時，大氣壓小于正常氣壓的原因是？
（2）如果此時龍卷風從廠房房頂上刮過，廠房的房頂有沒有可能被龍卷風卷起？

Answer 1

分析 （1）流體的壓強跟流體的速度有關，流速越大，壓強越小．據此原理分析判斷即可解決．
（2）已知大氣壓強與房頂面積，由壓強公式的變形公式可以求出廠房房頂上受到的作用力．

解答 解：（1）龍卷風內部空氣流速大，壓強小，所以龍卷風內部氣壓小于外部的大氣壓；
（2）據p=$\frac{F}{S}$，
所以廠房房頂上受到龍卷風的作用力：
F₁=p₁S=9×10⁴Pa×200m²=1.8×10⁷N，方向向下，
因為當時的大氣壓為1.0×10⁵ Pa，
所以廠房房頂上受到向上的大氣壓的作用力
F₂=p₂S=1.0×10⁵Pa×200m²=2×10⁷N，
故廠房所受大氣對房頂的作用力F=F₂-F₁=2×10⁷N-1.8×10⁷N=2×10⁶N．
廠房的房頂質量約為10t，即G=mg=10000kg×10N/kg=1×10⁵N；
即此時龍卷風向上的力大于重力，所以房頂是可能被龍卷風卷走的．
故答案為：（1）龍卷風內部空氣流速大，壓強小，所以龍卷風內部氣壓小于外部的大氣壓；（2）如果此時龍卷風從廠房房頂上刮過，廠房的房頂有可能被龍卷風卷起；

點評 本題考查了求房頂受到的大氣作用力，應用壓強公式的變形公式即可正確解題；解題時要注意審題，明確所求的量．