Question

小明用一装满纯净水的瓶子和放在水平桌面上的海绵做实验，探究“影响压力作用效果的因素”．如图所示，他从商标上查到这瓶水的“净含量”是630mL（1mL=1cm³=10^-6m³）；又测出瓶底面积为35cm²，瓶盖面积为7cm²，空瓶的重力忽略不计，根据小明收集的数据，请你计算：
（1）这瓶纯净水净重多少？
（2）瓶子正放时对海绵的压强是多少？
（3）要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同，最简单的方法是什么？
（4）小明做完上面实验后，将这瓶纯净水从一楼拿到5米高的三楼教室，小明上楼过程中对这瓶纯净水做了多少功？

Answer 1

解：（1）因为m=ρV，G=mg，
所以G=mg=ρvg
=1.0×10³×630×10^-6×10N=6.3N
答：这瓶纯净水净重6.3N．

（2）瓶子正放时对海绵的压强P==
=Pa=1.8×10³Pa
答：瓶子正放时对海绵的压强是1.8×10³Pa．

（3）方法一：因为瓶子倒放和正放时对海面的压力都等于瓶内水的重力，及压力相同．
所以要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同，可把瓶子倒放在35cm²的很轻的硬垫片上．
方法二：瓶底面积35cm²是瓶是盖面积7cm²的5倍，要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同，可将瓶内的水变成原来的，即倒出的水．

（4）楼高h=5m
对这瓶纯净水做的功W=Gh
=6.3×5J=31.5J
答：上楼过程中对这瓶纯净水做了31.5J功．
分析：（1）利用质量、密度公式m=ρV计算出质量，再用重力计算公式G=mg算出纯净水的净重．
（2）利用压强公式计算．
（3）减小压强的方法减小压力或增大受力面积．
（4）克服重力做功，利用公式W=Gh计算．
点评：本题考查的知识点较多，但难度不是很大，注意各物理量要对应．