Question

3．如图，放在水平桌面上的容器，侧壁上有一细开口弯管，弯管内的水面高度为h1=0.8m；容器的顶部和底部的面积为0.08m²，顶部到底部的高度为h2=0.6m；g取10N/kg，则：
（1）水对容器顶部和底部的压强分别是多少？
（2）若离地10cm的侧壁处破了一个10cm²大小的洞而用塞子堵住（如图），求塞子受到的液体压力大小．

Answer 1

分析 （1）先计算容器顶部和底部到液面的距离，再利用液体压强的计算公式求出所受的压强；
（2）先计算压强，再利用公式F=PS求出液体对容器侧壁的压力．

解答 解：（1）最高液面到容器底的距离是h₁=0.8m，
液体对容器底部的压强：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.8m=8000Pa；
最高液面到容器底的距离是h=0.8m-0.6m=0.2m；
所以液体对容器顶部的压强：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.2m=2000Pa；
（2）离地10cm的侧壁距离最高液面的高度是：h=0.8m-0.1m=0.7m；
故此时水对该处的压强是：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.7m=7000Pa；
据p=$\frac{F}{S}$可知水对塞子的压力：
F=pS=7000Pa×10×10^-4m²=70N．
答：（1）水对容器顶部和底部的压强分别是2000Pa和8000Pa；
（2）若离地10cm的侧壁处破了一个10cm²大小的洞而用塞子堵住（如图），塞子受到的液体压力是70N；

点评 本题考查液体压强和压力的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，最容易出错的地方是求船底所处的深度，这个深度指的是船底到水面的距离，解题过程中要注意单位的换算．