Question

15．如图所示，一个空茶壶质量为0.5kg，放在水平桌面上，茶壶与桌面的接触面积为0.01m²，用茶壶盛满水后，水的深度为12cm．
求：（1）空茶壶对桌面地压强；
（2）水对茶壶底部的压强；
（3）水对茶壶底部的压力．（茶壶壁的厚度忽略不计，g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）已知空茶壶的质量，根据公式G=mg可求其重力，在水平面上压力等于物体自身的重力，茶壶的底面积已知，根据公式p=$\frac{F}{S}$可求茶壶对桌面的压强．
（2）利用液体压强公式先求出水对壶底的压强；
（3）再利用公式F=pS求出水对茶壶底部的压力．

解答 解：（1）空茶壶的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N，
空茶壶对桌面地压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{5N}{0.01{m}^{2}}$=500Pa，
（2）水对茶壶底部的压强：
p′=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1.2×10³Pa；
（3）由p=$\frac{F}{S}$可得，水对茶壶底部的压力：
F′=p′S=1.2×10³Pa×0.01m²=12N．
答：（1）空茶壶对桌面地压强为500Pa；
（2）水对茶壶底部的压强为1.2×10³Pa；
（3）水对茶壶底部的压力为12N．

点评 本题考查重力、压强的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道在水平面上压力等于物体自身的重力，最容易出错的是受力面积的判断，还要注意解题过程中单位的换算．