题目内容
2.做着做着小沈想,一瓶纯净水能产生多大的压强,竟把海绵压陷得那么明显.于是就开始想办法计算它.他从商标纸上查到这瓶水的“净含量”是500mL(1mL=1cm3);掂了店同样的空瓶确实很轻,重力可忽略流域;又测出瓶底面积为40cm2,瓶盖面积为8cm2.根据小沈收集的数据,请你计算(取g=10N/kg)
(1)瓶子正放时对海绵的压强是多少?
(2)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,简单的方法是什么?(计算说明)
分析 影响压力作用效果的因素是压力和受力面积,结合控制变量法可分析结论;
(1)根据密度的推导公式m=ρV计算水的质量,根据G=mg计算水的重力,根据p=$\frac{F}{S}$进行压强计算.
(2)压强与压力大小和受力面积有关,据此可找出最简单的办法.
解答 解:由图可知,两个瓶子的压力相同,受力面积不同,可得出的结论是:压力一定,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(1)V=600ml=600×10-6m3
由ρ=$\frac{m}{V}$得,这瓶纯净水的质量:
m=ρV=1×103kg/m3×600×10-6m3=0.6kg.
这瓶纯净水重为:
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N.
因为物体放在水平面上,所以F=G=6N.
瓶子正放时对海绵的压强为:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{6N}{4×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.5×103Pa.
(2)正放和倒放压强相等时,$\frac{{F}_{正}}{{S}_{正}}$=$\frac{{F}_{倒}}{{S}_{倒}}$,
正放受力面积是倒放受力面积的$\frac{40c{m}^{2}}{8c{m}^{2}}$=5倍,
故要使压强相等,正放压力是倒放压力的5倍,倒放时,倒出$\frac{4}{5}$的水.
答:压力一定,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(1)瓶子正放时对海绵的压强是1.5×103Pa.
(2)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,简单的方法是倒出$\frac{4}{5}$的水.
点评 (1)利用ρ=$\frac{m}{V}$、G=mg、p=$\frac{F}{S}$进行计算是解答的关键.
(2)掌握压强大小的影响因素,可找出相应的办法.
练习册系列答案
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