题目内容

(2012?浦东新区一模)某底面积为0.01米2的薄壁柱形容器内盛有0.2米深的水,另一容器中盛有体积为3.0×10-3米3的酒精(ρ酒精=0.8×103千克/米3).①求水对容器底部的压强p水;
②求酒精的质量m酒;
③若把以上两种液体分别倒入底面积为S和2S的两个足够高的薄壁柱形容器内,要求液体对容器底部压强的比值最大.根据要求选择:底面积为
2S
2S
的容器装水,底面积为
S
S
的容器装酒精;求出:液体对两容器底部压强的最大比值.
分析:(1)根据公式p=ρgh求出水对容器底的压强;
(2)根据ρ=
m
V
求出酒精的质量;
(3)根据ρ=
m
V
求出水的质量,因为是柱形容器,所以液体对容器底的压力等于其重力,根据p=
F
S
分析压强的比值.
解答:解:(1)水对容器底部的压强:
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;
(2)∵ρ=
m
V
,
∴酒精的质量:
m酒=ρ酒V酒=0.8×103kg/m3×3×10-3m3=2.4kg,
(3)水的体积:
V水=Sh=0.01m2×0.2m=0.002m3,
水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.0,02m3=2kg,
酒精的质量大于水的质量,所以酒精对容器底的压力大于水对容器底的压力,根据p=
F
S
可知,压强与受力面积成反比,要求压强比值最大,所以压力大的液体倒入底面积小的容器中,即酒精倒入底面积为S的容器中,水倒入底面积为2S的容器中;
其比值为:
p酒
p水
=
F酒
S
F水
2S
=
F酒
S
×
2S
F水
=
2F酒
F水
=
2G酒
G水
=
2m酒g
m水g
=
2m酒
m水
=
2×2.4kg
2kg
=2.4.
答:①水对容器底部的压强为1960Pa;
②酒精的质量为2.4kg;
③2S;S;液体对两容器底部压强的最大比值为2.4.
点评:此题主要考查的是学生对密度、液体压强计算公式的理解和掌握,有一定难度.
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