Question

4．一瓶水放在水平桌面上，瓶子为柱状，为了测出这瓶水对水平桌面的压强，请你回答下列问题
（1）请选择实验室中的测量工具进行测量，写出所需要的测量工具的名称、直接测出的物理量及相应的字母符号．
①测量工具：测力计物理量：总重力G；
②测量工具：刻度尺物理量：瓶底的直径D．
（2）用上面出现过的物理量符号，计算这瓶水对水平桌面的压强，表达式：p=$\frac{4G}{π{D}^{2}}$．
（3）有同学思考，若瓶内的水总质量是500g，则说明水对瓶底的压力是F=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N，请问对吗？对．
若不对，你觉得应该怎么算水对瓶底的压力？写出工具名称、方案．

Answer 1

分析 （1）根据压强公式p=$\frac{F}{S}$可知：需要测量物体的压力和受力面积，由于压力和受力面积不能直接测量，故根据水平桌面上的压力F=G和受力面积的形状，即可判断需要的测量工具．
（2）根据测出的物理量分别求出压力和受力面积，然后利用压强公式p=$\frac{F}{S}$即可得出表达式．
（3）根据压强公式p=$\frac{F}{S}$和p=ρgh得出液体产生的压力特点即可判断．

解答 解：（1）根据压强公式p=$\frac{F}{S}$可知：需要测量物体的压力和受力面积，由于压力和受力面积不能直接测量；
由于水平桌面上的压力F=G；所以，可以利用测力计测出一瓶水的总重力G；利用刻度尺测出瓶底的直径，根据S=$\frac{1}{4}$πD²求出受力面积；
（2）由于水平桌面上的压力F=G，受力面积S=$\frac{1}{4}$πD²，
则这瓶水对水平桌面的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{\frac{1}{4}π{D}^{2}}$=$\frac{4G}{π{D}^{2}}$；
（3）根据压强公式p=$\frac{F}{S}$可得：水对瓶底的压力F=pS=ρghS，
由于瓶子为柱状，则V=Sh，根据ρ=$\frac{m}{V}$可知：m=ρV，
所以，F=pS=ρghS=ρgV=mg；
由于瓶子为柱状，水对瓶底的压力可以利用F=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N计算．
故答案为：（1）①测力计；总重力G；②刻度尺；瓶底的直径D；
（2）p=$\frac{4G}{π{D}^{2}}$；
（3）对．

点评 本题考查压强的测量和压强公式的应用，其中注意：在水平桌面上时，物体对桌面的压力等于物体重力，即F=G．