题目内容

【题目】小明用一装满纯净水的瓶子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,他从商标上查到这瓶水的“净含量”是630mL;又测出瓶底面积为35cm2 , 瓶盖面积为7cm2 , 空瓶的重力忽略不计,根据小明收集的数据,请你计算:(g取10N/kg)
(1)这瓶纯净水净重多少?
(2)瓶子正放时对海绵的压强是多少?
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,可以用什么方法?请通过计算说明.

【答案】
(1)解:瓶中纯净水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×630×106m3=0.63kg;

瓶中纯净水的重力G=mg=0.63kg×10N/kg=6.3N;

答:这瓶纯净水净重6.3N


(2)解:瓶子对海绵的压力F=G=6.3N;

海绵的受力面积S=35cm2=35×104m2

瓶子正放时对海绵的压强P= = =1.8×103Pa;

答:瓶子正放时对海绵的压强是1.8×103Pa.


(3)解:瓶子倒放时海绵的受力面积S′=7cm2=7×104m2

要使瓶子倒放时的压强等于正放时的压强,瓶中水的重力G′=F′=PS′=1.8×103Pa×7×104m2=1.26N;

瓶中水的质量m′= = =0.126kg;

答:要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,可以倒出一部分水,使瓶中水的质量为0.126kg.


【解析】(1)净含量指的就是瓶中水的体积,根据m=ρV求出瓶中水的质量;再根据G=mg求出瓶中水的重力;(2)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(空瓶的重力不变);根据P= 求出瓶子正放时对海绵的压强;(3)瓶子倒放时,海绵的受力面积等于瓶盖面积,远远的小于瓶底面积,要让此时压强等于瓶子正放时的压强,就要通过改变瓶子对海绵的压力,即瓶中水的重力来实现;根据F=PS求出瓶子倒放时对海绵的压力,也就是瓶中水的重力.
【考点精析】掌握重力的计算和压强的大小及其计算是解答本题的根本,需要知道重力的计算公式:G=mg;压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa).

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