問題詳情：
如圖是某品牌自動咖啡機及其結構示意圖，其工作原理爲：當盛水器內的水溫升高至一定溫度時，水沿導管進入盛有咖啡粉的玻璃杯中，在平衡球作用下，原來水平的平衡杆繞O點轉動，盛水器擡升．冷卻一段時間後，玻璃杯中的咖啡液體又倒吸進入盛水器，咖啡沖泡完成．
（1）當密封的盛水器內水溫升高到一定程度時，其內部的熱水開始自動沿導管進入玻璃杯，則此時盛水器內的壓強p內與外接大氣壓p0的大小關係爲：p內 p0．
（2）該咖啡機的平衡球重2.4牛，盛水器自重5牛，以O爲支點，平衡球與盛水器重力的力臂之比爲5：2．當盛水器內的水爲多少牛時，盛水器開始擡升？（寫出計算過程，平衡杆和導管的質量不計）
（3）開啟出水開關，使0.2千克的咖啡流入重爲1牛的水杯中，若水杯底部與水平桌面的接觸面積爲20釐米2，則水杯對桌面的壓強是多少帕？（寫出計算過程，g取10N/kg）
【回答】
【考點】槓桿的平衡分析法及其應用；壓強的大小及其計算．
【分析】（1）當密封的盛水器內水溫升高到一定程度時，盛水器內水的上方空氣受熱膨脹，氣壓增大，大於外界大氣壓，在內部氣壓作用下水流入玻璃杯中；
（2）可以把平衡杆看成一個槓桿，平衡球重爲動力，盛水器自重加上盛水器內的水重爲阻力，平衡球與盛水器重力的力臂之比爲5：2，利用槓桿平衡條件F1L1=F2L2的變形公式計算出阻力，然後從阻力中減去盛水器重力就是水的重力；
（3）水杯對桌面的壓強可以按固體壓強計算，壓力等於咖啡重力加杯子重力，受力面積就是水杯底部與水平桌面的接觸面積，然後根據公式P=F/S計算即可求得壓強．
【解答】解：（1）當密封的盛水器內水溫升高到一定程度時，盛水器內水的上方空氣受熱膨脹，且水蒸氣逐漸增多，內部氣壓增大，大於外界大氣壓，在內部氣壓作用下水流入玻璃杯中；
（2）由槓桿平衡條件得：G球×L1=G盛水器總×L2
則盛水器的總重：G盛水器總=
=
=6N，
所以，盛水器內水的重：G水=G盛水器總﹣G容器=6N﹣5N=1N．
（3）咖啡的重：G咖啡=m咖啡g=0.2kg×10N/kg=2N，
整個水杯對桌面壓力：F=G咖啡+G杯=2N+1N=3N，
受力面積：S=20cm2=2×10﹣3m2
水杯對桌面的壓強：p==
=1.5×103Pa．
答：（1）盛水器內的壓強p內與外接大氣壓p0的大小關係爲：p內＞p0；
（2）當盛水器內的水爲1N牛時，盛水器開始擡升．
（3）水杯對桌面的壓強是1.5×103帕．
知識點：八年級下
題型：計算題
