题目内容
【题目】将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,两次水的深度如图所示,已知瓶盖的面积是5cm2,瓶底的面积是20cm2,瓶重和厚度忽略不计.求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强.
【答案】(1)0.65 N (2)4000 Pa
【解析】
(1)由右图知道,倒立放置时,水的深度是:h1=13cm=0.13m,
此时瓶盖所受水的压强是:p=ρgh1 =1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×0.13m=1300Pa,
由于瓶盖的面积是5cm2=5×10-4 m2,由p=知道,
倒立放置时瓶盖所受水的压力是:F=pS瓶盖=1300Pa×5×10-4 m2 =0.65N;
(2)由左图知道,正立放置时,水的深度是:h2=10cm=0.1m,
矿泉水瓶内水的体积是:V=S瓶底h2=20cm2 ×10cm=200cm3,
由ρ=知道,水的质量是:m水=ρV=1.0g/cm3 ×200cm3 =200g=0.2kg,
瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力:
F′=G水=m水g=0.2kg×10N/kg=2N,
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强:p′==4000Pa。
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