Question

小明用一裝滿純凈水的瓶子和放在水平桌面上的海綿做實驗，探究“影響壓力作用效果的因素”．如圖所示，他從商標上查到這瓶水的“凈含量”是630mL（1mL=1cm³=10^-6m³）；又測出瓶底面積為35cm²，瓶蓋面積為7cm²，空瓶的重力忽略不計，根據小明收集的數據，請你計算：
（1）這瓶純凈水凈重多少？
（2）瓶子正放時對海綿的壓強是多少？
（3）要使瓶子倒放時對海綿的壓強與正放時相同，最簡單的方法是什么？
（4）小明做完上面實驗后，將這瓶純凈水從一樓拿到5米高的三樓教室，小明上樓過程中對這瓶純凈水做了多少功？

Answer 1

【答案】分析：（1）利用質量、密度公式m=ρV計算出質量，再用重力計算公式G=mg算出純凈水的凈重．
（2）利用壓強公式計算．
（3）減小壓強的方法減小壓力或增大受力面積．
（4）克服重力做功，利用公式W=Gh計算．
解答：解：（1）因為m=ρV，G=mg，
所以G=mg=ρvg（1分）
=1.0×10³×630×10^-6×10N=6.3N（1分）
答：這瓶純凈水凈重6.3N．

（2）瓶子正放時對海綿的壓強P==（1分）
=Pa=1.8×10³Pa（1分）
答：瓶子正放時對海綿的壓強是1.8×10³Pa．

（3）方法一：因為瓶子倒放和正放時對海面的壓力都等于瓶內水的重力，及壓力相同．
所以要使瓶子倒放時對海綿的壓強與正放時相同，可把瓶子倒放在35cm²的很輕的硬墊片上．
方法二：瓶底面積35cm²是瓶是蓋面積7cm²的5倍，要使瓶子倒放時對海綿的壓強與正放時相同，可將瓶內的水變成原來的，即倒出的水．（2分）

（4）樓高h=5m
對這瓶純凈水做的功W=Gh（1分）
=6.3×5J=31.5J（1分）
答：上樓過程中對這瓶純凈水做了31.5J功．
點評：本題考查的知識點較多，但難度不是很大，注意各物理量要對應．