Question

小明用一滿瓶純凈水和放在水平桌面上的海綿做實驗，研究“影響壓力作用效果的因素”，如圖所示．做著做著小明想，一瓶純凈水能產生多大的壓強，竟把海綿壓得那么明顯．于是，就開始想辦法計算它．他從商標紙上查到這瓶水的“凈含量”是600mL（1mL=1cm³）；掂了掂同樣的空瓶確實很輕，重力可忽略不計；又測出瓶底面積為35cm²，瓶蓋面積為7cm²．正放時水深20cm，根據小明收集的數據，請你計算：（取g=10N/kg）
（1）這瓶純凈水凈重多少？
（2）正放時水對瓶底的壓力是多少？
（3）瓶子正放時對海綿的壓強是多少？（結果保留一位小數）

Answer 1

解：（1）這瓶水的體積：
V=600ml=600cm³=600×10^-6m³，
根據ρ=可得，這瓶純凈水的質量為：
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）正放時水對瓶底的壓強：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×20×10^-2m=2000Pa，
水對瓶底的壓力：
F=pS_底=2000Pa×35×10^-4cm²=7N；
（3）瓶子正放時對海綿的壓強：
p′====1714.3Pa．
答：（1）這瓶純凈水凈重為6N；
（2）正放時水對瓶底的壓力是7N；
（3）瓶子正放時對海綿的壓強是1714.3Pa．
分析：（1）知道水的體積，根據密度公式求出水的質量，根據G=mg求出這瓶純凈水凈重；
（2）知道正方時水對瓶底的壓強，又知道瓶底面積，根據壓強公式求出水對瓶底的壓力；
（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），壓強公式求出瓶子正放時對海綿的壓強．
點評：本題考查了密度公式和壓強公式的應用，關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．