Question

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．试求：（1）水对茶壶底部的压力；（2）茶壶对桌面的压强．

Answer 1

【答案】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=可求茶壶对桌面的压强．
解答：解：（1）水深h=12cm=0.12m，
水对壶底的压强p_水=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1200Pa，
壶的底面积S=40cm²=40×10^-4m²，
∴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===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，所以做题的时候一定要注意，还要注意解题过程中单位的换算．g=10N/kg．