Question

10．如图所示为生活中人们常用的电热水壶，它的容积为2.5L，壶身和底座的总质量是1kg．壶底的面积为160cm²，底座的面积为200m²，现装2L水后水深12cm．（g取10N/kg）求：
（1）电热水壶中水的重力是多少？
（2）此时水对电热水壶底部的压力是多少？
（3）此时底座对桌面的压强是多少？

Answer 1

分析 （1）电热水壶装满水后水的体积和电热水壶的容积相等，根据G=mg=ρgV求出水的重力；
（2）已知装满水后水的深度，根据公式p=ρgh可求装满水后水对电热水壶底部的压强，再根据F=pS求出水对电热水壶底部的压力；
（3）水壶对桌面的压力等于水和壶的总重力，根据p=$\frac{F}{S}$求出底座对桌面的压强．

解答 已知：壶的容积为V=2.5L=2.5×10^-3m³，壶身和底座的总质量是m′=1kg，壶底的面积为S=160cm²=0.016m²，底座的面积为S′=200cm²=0.02m²，水深h=12cm=0.12m，g=10N/kg
求：（1）水的重力G=？；（2）水对电热水壶底部的压力F=？；（3）底座对桌面的压强p′=？
解：（1）水的重力：
G=mg=ρgV=1×10³kg/m³×10N/kg×2.5×10^-3m³=25N；
（2）水对电热水壶底部的压强：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1200Pa，
由p=$\frac{F}{S}$得：
水对电热水壶底部的压力：
F=pS=1200Pa×0.016m²=19.2N；
（3）壶身和底座的总重力：
G′=m′g=1kg×10N/kg=10N，
水壶对桌面的压力：
F′=G+G′=25N+10N=35N，
底座对桌面的压强：
p′=$\frac{F′}{S′}$=$\frac{35N}{0.02{m}^{2}}$=1750Pa．
答：（1）电热水壶中水的重力是25N；
（2）水对电热水壶底部的压力是19.2N；
（3）底座对桌面的压强是1750Pa．

点评 此题主要考查的是学生对质量、重力、压力、液体压强和压强定义公式的理解和掌握，综合性较强，难度不大．