Question

研究性学习在潍坊各校广泛开展，小红对家中的电热水壶进行了认真的观察与研究，她察看了如下表所示的电热水壶说明书上的有关数据，并测出了容量刻度线到壶底的高度为16cm，然后加水至容量刻线后，放到加热座上，加热座面积与壶底面积相同，她提出了以下几个问题，请你给予解答（壶壁厚度不计，ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg）
（1）水对壶底的压力是多大？
（2）壶对加热座的压强是多大？
（3）为把壶中开水倒入暖瓶中，小红需将壶慢慢提高20cm，求小红要做多少功？

Answer 1

解：
（1）水对壶底的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.16m=1.6×10³Pa，
水对壶底的压力：
F=ps=1.6×10³Pa×200×10^﹣4m²=32N；
（2）壶中水的质量：
m_水=ρV=1.0×10³kg/m³×1.8×10^﹣3m³=1.8kg，
壶对加热座的压力：F'=G=（m_水+m_壶）g=（1.8kg+0.6kg）×10N/kg=24N，
壶对加热座的压强：p'===1.2×10³Pa；
（3）小红将壶慢慢提高20cm做的功：
W=Gh=（m_水+m_壶）gh=（1.8kg+0.6kg）×10N/kg×0.2m=4.8J