趙建峰

摘要：“人體受多大壓力”錯解一例。

關鍵詞：錯題 解析 初中物理

DOI：

10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.01.149

題目：在1個標準大氣壓下，（1）1cm2面積上受到的大氣壓強約為多大？（2）某同學皮膚的表面積約為1.25m2，他受到的大氣壓力約為多大？

錯解：（1）大氣壓強為1標準大氣壓，即

P=1.01×105Pa

受力面積

S1=1cm2

=1×10-4m2

則受到的大氣壓力

F1=p·S

=1.01×105Pa×1×10-4m2

=10.1N

（2）人體表面積約為

S2=1.2m2

則受到的大氣壓力約為

F2=p·S2

=1.01×105Pa×1.25m2

=1.2625×105N

分析與正解：第（1）個問題問的是作用在1cm2面積上的大氣壓力大小，運用公式F=PS

進行計算，思路是正確的。但是第（2）個問題卻得討論一下。

人是一個占有一定空間的立體物，所謂人的表面積，當然指的是整個人體表的總面積。所以應該既有正面、又有背面的面積;既有左側面、又有右側面的面積;既有上面、又有下面的面積。總之，指的是整個人周身的面積之和。

而人處于大氣包圍之中，其渾身各處的皮膚都受到大氣的壓力。但是身體的不同位置受到的壓力有個很不同的特征，那就是其方向不同。因為壓力的方向總是垂直于受力面積指向受力物體內部，所以身體正面受到的壓力總是從正面向后指向體內，而背面受到的壓力總是從背面向前指向體內，這兩個方向的力顯然符合平衡力的特征，相互平衡。相互平衡的兩個力合力為零。所以大氣對人體前面和后面的壓力之和為零。同理，人體左側、右側受到的壓力之和，上側、下側所受壓力之和也為零。我們可以這樣想象，大氣對人的壓力是來自四面八方的，但所有壓力總的合力卻為零，而不是達到高達幾十萬牛頓。試想，如果人體真的在一個方向受到這么大的力，那人還能毫不費力地站在地面上嗎？這個力方向向下，人必會被壓扁;向上，則必會被舉起來（人受到的重力才不過幾千牛頓而已）;向一側，那就會加速運動。

之所以會根據F=PS

得到人體受到了幾十萬牛頓壓力的結果，是錯把人的表面認為是單向的平面，沒有認真分析而導致的。

力的作用效果有兩種，或者使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變，或者使物體的形狀發(fā)生改變。人受到周圍大氣壓力的作用，因其合力為零，不會對人的運動狀態(tài)產生影響;但這巨大的壓力難道不會使人體的形狀發(fā)生改變嗎？就像我們用兩只手擠壓一只氣球，氣球的運動狀態(tài)不會改變，但是其形態(tài)必然會改變——被壓扁。人在巨大的大氣壓作用下怎么沒有被壓扁？

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潛水員模擬從潛水減壓艙內出來

<E：＼123456＼學周刊·上旬刊201601＼+接排1 126-240＼圖4.tif>

中國航天員在天空中進行艙外活動

人人知道人的體內并不是空腔或者真空，而是充滿實體。組成人體的系統(tǒng)、組織、器官和細胞之間充斥著液體，即使細胞內也充滿液體，統(tǒng)稱體液。正是這些無處不在的體液，把人體外部的大氣壓強均勻地傳遞到了體內的角角落落。所以在人的體內也存在著指向體外的大氣壓強。小到每一個細胞，每一個細胞器，其內部、外部（經由體液傳遞的）大氣壓強都是平衡的，所以人體不會被壓扁。在不同海拔高度下出生并長大的人，其機體已經適應一定的大氣壓，如果突然到較大落差的地方旅游或工作，會產生一系列難以適應或自覺去適應的癥狀。如平原長大的人到高原，會發(fā)生高原反應，體質較差的人不適應這種遷移。生長在深海的魚類，其體內壓強是適應深海的巨大水壓的，所以一旦被打撈到水面上，馬上會死亡，并且都有一個非常顯著的特征，那就是眼珠凸出體外。深海潛水員從深海潛水裝置內出來時，都必須先經過特殊的“減壓艙”過渡，以求得體內的壓強逐漸于外界的氣壓一致，如果減壓措施不當，會患上嚴重的減壓病。在外太空進行航天器外作業(yè)的宇航員，都穿戴上特殊制作的厚厚的、堅韌的宇航服，并且在宇航服內也充滿接近于標準大氣壓的氣體，也是期冀這種壓強的平衡。

綜上所述，本題的第（2）問顯然是錯誤的，正確的解答應是：

（2）由于人體內外的大氣壓力平衡，所以人體所有大氣壓力的合力為零。（責編 趙建榮）