Question

研究性學習在濰坊各校廣泛開展，小紅對家中的電熱水壺進行了認真的觀察與研究，她察看了如下表所示的電熱水壺說明書上的有關數據，并測出了容量刻度線到壺底的高度為16cm，然后加水至容量刻線后，放到加熱座上，加熱座面積與壺底面積相同，她提出了以下幾個問題，請你給予解答（壺壁厚度不計，ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg）
（1）水對壺底的壓力是多大？
（2）壺對加熱座的壓強是多大？
（3）為把壺中開水倒入暖瓶中，小紅需將壺慢慢提高20cm，求小紅要做多少功？

Answer 1

解：
（1）水對壺底的壓強：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.16m=1.6×10³Pa，
水對壺底的壓力：
F=ps=1.6×10³Pa×200×10^﹣4m²=32N；
（2）壺中水的質量：
m_水=ρV=1.0×10³kg/m³×1.8×10^﹣3m³=1.8kg，
壺對加熱座的壓力：F'=G=（m_水+m_壺）g=（1.8kg+0.6kg）×10N/kg=24N，
壺對加熱座的壓強：p'===1.2×10³Pa；
（3）小紅將壺慢慢提高20cm做的功：
W=Gh=（m_水+m_壺）gh=（1.8kg+0.6kg）×10N/kg×0.2m=4.8J