Question

如图所示，平底茶壶的质量是400g，底面积是40cm²，内盛0.6kg深度为12cm的开水，放置在水平桌面中央（g取10N/kg）．试求：
（1）水所受的重力
（2）水对茶壶底部的压强；
（3）水对茶壶底部的压力；
（4）茶壶对桌面的压力．　
（5）茶壶对桌面的压强
（6）茶壶用到了我们学过的哪些知识（写出一条即可）

Answer 1

解：（1）水所受的重力：
G_水=mg=0.6kg×10N/kg=6N；
（2）水对茶壶底部的压强：
p_水=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1200Pa；
（3）根据p=可得，水对茶壶底部的压力：
F_水=p_水S=1200Pa×40×10^-4m²=4.8N；
（4）茶壶对桌面的压力：
F_桌面=G_壶+G_水=m_壶g+G_水=400×10^-3kg×10N/kg+6N=10N，
茶壶对桌面的压强：
p_桌面===2500Pa；
（5）连通器是指上边开口，下边连通的容器，茶壶壶嘴和壶盖都与大气相通，保证壶嘴壶体液面始终相平，所以应用了连通器知识；
壶嘴上的小孔保证壶内气压等于大气压，以防止壶内气压过小，致使壶体内的水倒不出来，所以也应用了大气压知识．
答：（1）水所受的重力为6N；
（2）水对茶壶底部的压强为1200Pa；
（3）水对茶壶底部的压力为4.8N；
（4）茶壶对桌面的压力为10N；
（5）茶壶对桌面的压强为2500Pa；
（6）连通器（或大气压）．
分析：（1）知道水的质量，根据密度公式求出水所受的重力；
（2）知道茶壶内的水深，根据p=ρgh求出水对茶壶底部的压强；
（3）知道水对茶壶底部的压强和受力面积，根据p=水对茶壶底部的压力；
（4）茶壶对桌面的压力等于茶壶和水的重力之和，根据G=mg求出其大小，再根据压强公式求出对桌面的压强．
（5）根据连通器的定义和大气压的作用来分析解答．
点评：解决本题的关键是知道：计算固体压强时要先求压力再求压强，计算液体压力时要先计算压强后计算压力．