Question

11．小明用一滿瓶純凈水和放在水平桌面上的海綿做實(shí)驗(yàn)，研究“影響壓力作用效果的因素”，如圖所示．做著做著小明想，一瓶純凈水能產(chǎn)生多大的壓強(qiáng)，竟把海綿壓陷得那么明顯．于是就開始想辦法計(jì)算它．他從商標(biāo)紙上查到這瓶水的“凈含量”是600mL（1mL=lcm³）；掂了掂同樣的空瓶確實(shí)很輕，重力可忽略不計(jì)；又測(cè)出瓶底面積為35cm²，瓶蓋面積為7cm²，瓶?jī)?nèi)水深為20cm．根據(jù)小明收集的數(shù)據(jù)，請(qǐng)你計(jì)算：
（1）這瓶純凈水凈重多少？（取g=10N/kg）
（2）瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)是多少？
（3）瓶子倒放時(shí)水對(duì)瓶蓋的壓力．

Answer 1

分析 （1）已知瓶子的容積，也就是水的體積，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$的推導(dǎo)公式m=ρV計(jì)算水的質(zhì)量；根據(jù)G=mg計(jì)算水的重力；
（2）不計(jì)瓶子重力，瓶子對(duì)海綿的壓力等于水的重力．根據(jù)p=$\frac{F}{S}$計(jì)算瓶子對(duì)海綿的壓強(qiáng)；
（3）已知水的深度，可以得到水對(duì)瓶蓋的壓強(qiáng)；已知瓶蓋面積和受到的壓強(qiáng)，得到水對(duì)瓶蓋的壓力．

解答 解：
（1）V=600ml=600×10^-6m³，
因?yàn)棣?$\frac{m}{V}$，
所以這瓶純凈水的質(zhì)量為：
m=ρV=1×10³kg/m³×600×10^-6m³=0.6kg，
這瓶純凈水重為：
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N．
（2）因?yàn)槠孔臃旁谒�平海綿面上，所以F=G=6N．
瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)為：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{6N}{35×1{0}^{-4}{m}^{2}}$≈1714.3Pa；
（3）水對(duì)瓶蓋的壓強(qiáng)為：
p_水=ρ_水gh=1.0×0³kg/m³×10N/kg×0.2m=2000Pa，
瓶蓋受到的壓力為：
F_水=p_水S_蓋=2000Pa×7×10^-4_m2=1.4N．
答：
（1）純凈水凈重6N；
（2）瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)是1714Pa；
（3）瓶子倒放時(shí)水對(duì)瓶蓋的壓力是1.4N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查密度、重力和壓強(qiáng)的計(jì)算，注意倒放與正放時(shí)受力面積的不同．