Question

小明用一滿(mǎn)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)，竟把海綿壓得那么明顯．于是，就開(kāi)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=1cm³）；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．正放時(shí)水深20cm，根據(jù)小明收集的數(shù)據(jù)，請(qǐng)你計(jì)算：（取g=10N/kg）
（1）這瓶純凈水凈重多少？
（2）正放時(shí)水對(duì)瓶底的壓力是多少？
（3）瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)是多少？（結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

解：（1）這瓶水的體積：
V=600ml=600cm³=600×10^-6m³，
根據(jù)ρ=可得，這瓶純凈水的質(zhì)量為：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×600×10^-6m³=0.6kg，
這瓶純凈水重為：
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N；
（2）正放時(shí)水對(duì)瓶底的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×20×10^-2m=2000Pa，
水對(duì)瓶底的壓力：
F=pS_底=2000Pa×35×10^-4cm²=7N；
（3）瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)：
p′====1714.3Pa．
答：（1）這瓶純凈水凈重為6N；
（2）正放時(shí)水對(duì)瓶底的壓力是7N；
（3）瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)是1714.3Pa．
分析：（1）知道水的體積，根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出這瓶純凈水凈重；
（2）知道正方時(shí)水對(duì)瓶底的壓強(qiáng)，又知道瓶底面積，根據(jù)壓強(qiáng)公式求出水對(duì)瓶底的壓力；
（3）瓶子正放在海綿上，海綿的受力面積就等于瓶底面積，海綿受到的壓力就等于瓶中水的重力（空瓶的重力忽略不計(jì)），壓強(qiáng)公式求出瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了密度公式和壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，要注意瓶子的重力忽略不計(jì)．