Question

11．如图所示，平底茶壶的质量是400g，底面积是40cm²，内盛0.6kg的开水，放置在面积为1m²的水平桌面中央．（g取10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³）求：
（1）水对茶壶底部的压力；
（2）茶壶对桌面的压强．

Answer 1

分析 ，（1）利用液体压强公式先求出水对壶底的压强，再利用公式F=pS求出水对茶壶底部的压力．
（2）已知茶壶的质量和壶内水的质量，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．

解答 解：
（1）壶中水的深度h=12cm=0.12m，则水对壶底的压强：
p_水=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1200Pa，
由p=$\frac{F}{S}$可得，水对茶壶底的压力：
F₁=p_水S=1200Pa×40×10^-4m²=4.8N；
（2）茶壶的重力：
G_壶=m_壶g=0.4kg×10N/kg=4N，
水的重力：
G_水=m_水g=0.6kg×10N/kg=6N，
茶壶对水平桌面的压力：
F₂=G_水+G_壶=6N+4N=10N，
茶壶对水平桌面的压强：
p=$\frac{{F}_{2}}{S}$=$\frac{10N}{40×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.5×10³Pa．
答：（1）水对茶壶底部的压力为4.8N；
（2）茶壶对桌面的压强为2.5×10³Pa．

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．