Question

2．图中平底茶壶的质量是0.4kg，壶底面积是40cm²内盛0.6kg的开水，水面高度在图中已标出，放置在面积为1m²的水平桌面中央（g=10N/kg）．试求：
（1）水对茶壶底部产生的压强；
（2）茶壶底部受到的压力；
（3）茶壶对桌面的压强．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）（2）已知壶内的水深，先用P=ρ_水gh计算水对壶底的压强，再用F=PS计算压力．
（3）算出壶和水的重力，即为茶壶对桌面的压力，再用p=$\frac{F}{S}$求压强．

解答 解：（1）壶内水的深度h=12cm=0.12m，
水对壶底的压强P=ρ_水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1.2×10³Pa；
（2）水对壶底的压力F=PS=1.2×10³Pa×4×10^-3m²=4.8N．
（3）茶壶对桌面的压力等于水和壶的总重力：
F′=G=（m_水+m_壶）g=（0.4kg+0.6kg）×10N/kg=10N，
p′=$\frac{F′}{S}$=$\frac{10N}{4×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=2500Pa．
答：（1）水对茶壶底部产生的压强是1.2×10³Pa；（2）水对茶壶底部产生的压力是4.8N．（3）壶对桌面的压强为2500Pa．

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，本题给出了水平桌面的面积，这是一个陷阱，受力面积指的是两个物体相互接触的面积，所以做题的时候一定要注意．