Question

12．如图1所示，打开水龙头，让水流注入，可观察到D、F管两液面相平，E管的液面低于（选填“高于”、“等于”或“低于”）D、F液面，一只木桶能装多少水，并不取决于桶壁上最长的那块木板，而恰恰取决于桶壁上最短的那块．已知桶壁上最长的木板长为0.5m，最短的木板长为0.2m，桶底内部底面积为4×10^-2 m²，如图2所示．当桶装足够多的水时，桶底受到水的压强约为2×10³Pa，桶底受到水的压力约为80（g取10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）在流体中，流速越大的位置压强越小，流速越小的位置压强越大；
（2）先确定桶内水深（短木板长度），利用p=ρgh求出桶底受到水的压强，又知道桶的底面积，利用F=pS求出桶底受到水的压力．

解答 解：（1）由于一定时间内流过A、B、C三处的流量是相等的，而C处的水管较细，所以C处的流速一定比A、B两处的流速大，根据流体流速与压强的关系可判断C处压强小，能支持的水柱低，即E管的液面低于D、F液面；
（2）此桶装满水时，水深等于短木板的长，即h=0.2m，
则桶底受到水的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m=2×10³Pa；
由p=$\frac{F}{S}$可得，桶底受到水的压力：
F=pS=2×10³Pa×4×10^-2m²=80N．
故答案为：低于；2×10³；80．

点评 本题考查了流速与压强的关系和液体压强公式、固体压强公式的应用，关键是根据体积得出装满水时桶中水的深度和短木板的长度相等．