Question

小琳把一塊體積為200cm³的冰塊放進一底面積為30cm²的圓柱形容器中．問冰塊完全熔化成水后．（g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³，ρ_冰=0.9×10³kg/m³）
（1）水的質量是多少g？
（2）水的體積是多少cm³？
（3）水對容器底的壓強（水未溢出）是多少Pa？
（4）小琳又利用這杯水和兩個吸管，做了如圖所示的實驗，如果往B管中吹氣，可以看到什么現象？涉及的物理原理是什么？

Answer 1

解：（1）∵ρ=，
，m_水=m_冰=180g；
（2）∵ρ=，
∴，
（3）=6cm=0.06m，
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa；
（4）如果往B管中吹氣，會看到水面上升（或水成霧狀噴出），
因為在流體中，流速大的位置壓強小，流速小的位置壓強大．
答：（1）水的質量是180g；
（2）水的體積是180cm³；
（3）水對容器底的壓強（水未溢出）是600Pa；
（4）會看到水面上升（或水成霧狀噴出），涉及的物理原理是流體壓強與流速的關系．
分析：（1）已知冰的體積和密度，求質量，利用密度的計算公式計算；冰和水的質量前后不變．
（2）利用密度公式變形計算水的體積．
（3）根據水的體積和容器底面積，可求出水的深度，利用p=ρgh可求得水對容器底的壓強．
（4）流體的壓強跟流速有關，流速越大，壓強越小．
點評：此題綜合考查了密度公式的應用，液體壓強的計算，流體壓強與流速的關系，是一道綜合性較強的題目．