Question

19．如圖所示，平底茶壺的質(zhì)量是500g，底面積是40cm²，內(nèi)有0.7kg的開水，水面的高度在圖中已標出，放置在面積為1m²的水平桌面中央，試求：（ρ_水=1.0×10³kg/m³）
（1）水對茶壺底部產(chǎn)生的壓強； 
（2）水對茶壺底部產(chǎn)生的壓力； 
（3）茶壺對桌面的壓強．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，茶壺內(nèi)水的深度，根據(jù)p=ρgh求出水對茶壺底部產(chǎn)生的壓強； 
（2）知道茶壺底面積和水對茶壺底部產(chǎn)生的壓強，根據(jù)F=pS求出水對茶壺底部產(chǎn)生的壓力； 
（3）茶壺對桌面的壓力等于水和茶壺的重力之和，根據(jù)F=G=mg求出其大小，利用p=$\frac{F}{S}$求出茶壺對桌面的壓強．

解答 解：（1）由圖可知，茶壺內(nèi)水的深度：
h=12cm=0.12m，
水對茶壺底部產(chǎn)生的壓強：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1200Pa；
（2）受力面積：
S=40cm²=4×10^-3m²，
由p=$\frac{F}{S}$可得，水對茶壺底部產(chǎn)生的壓力：
F=pS=1200Pa×4×10^-3m²=4.8N；
（3）茶壺的重力：
G_壺=m_壺g=500×10^-3kg×10N/kg=5N，
水的重力：
G_水=m_水g=0.7kg×10N/kg=7N，
茶壺對水平桌面的壓力：
F′=G_水+G_壺=5N+7N=12N，
茶壺對水平桌面的壓強：
p′=$\frac{F′}{S}$=$\frac{12N}{4×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=3000Pa．
答：（1）水對茶壺底部產(chǎn)生的壓強為1200Pa；
（2）水對茶壺底部產(chǎn)生的壓力為4.8N；
（3）茶壺對桌面的壓強為3000Pa．

點評 （1）固體壓力、壓強計算（先求壓力、再求壓強）：一要注意在水平面上時F=G，二要分析清楚受力面積是哪一個？有幾個？
（2）液體對杯底壓力和壓強計算（先求壓強后求壓力），液體壓強計算時注意h是深度，是指從液體內(nèi)某點到液體面的垂直距離．