Question

小明用一满瓶纯净水和放在水平桌面上的海绵做实验，研究“影响压力作用效果的因素”，如图所示．做着做着小明想，一瓶纯净水能产生多大的压强，竟把海绵压得那么明显．于是，就开始想办法计算它．他从商标纸上查到这瓶水的“净含量”是600mL（1mL=1cm³）；掂了掂同样的空瓶确实很轻，重力可忽略不计；又测出瓶底面积为35cm²，瓶盖面积为7cm²．正放时水深20cm，根据小明收集的数据，请你计算：（取g=10N/kg）
（1）这瓶纯净水净重多少？
（2）正放时水对瓶底的压力是多少？
（3）瓶子正放时对海绵的压强是多少？（结果保留一位小数）

Answer 1

解：（1）这瓶水的体积：
V=600ml=600cm³=600×10^-6m³，
根据ρ=可得，这瓶纯净水的质量为：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×600×10^-6m³=0.6kg，
这瓶纯净水重为：
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N；
（2）正放时水对瓶底的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×20×10^-2m=2000Pa，
水对瓶底的压力：
F=pS_底=2000Pa×35×10^-4cm²=7N；
（3）瓶子正放时对海绵的压强：
p′====1714.3Pa．
答：（1）这瓶纯净水净重为6N；
（2）正放时水对瓶底的压力是7N；
（3）瓶子正放时对海绵的压强是1714.3Pa．
分析：（1）知道水的体积，根据密度公式求出水的质量，根据G=mg求出这瓶纯净水净重；
（2）知道正方时水对瓶底的压强，又知道瓶底面积，根据压强公式求出水对瓶底的压力；
（3）瓶子正放在海绵上，海绵的受力面积就等于瓶底面积，海绵受到的压力就等于瓶中水的重力（空瓶的重力忽略不计），压强公式求出瓶子正放时对海绵的压强．
点评：本题考查了密度公式和压强公式的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等，要注意瓶子的重力忽略不计．