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【题目】如图是法国科学家帕斯卡在1648年做的一个实验,他用一个封闭的木桶,桶内装满水,上面插一根很细的管子.他从楼房的阳台向管中灌水时,只用了几杯水,桶就被撑破了.桶底内底面积为1200cm2 , 桶自重20N,管中装满水时水的总体积为20L,根据图中所标出的数据,如果管中装满水时,
(1)水对桶底产生的压强是多大?
(2)水对桶底产生的压力是多大?
(3)若桶与地面接触的面积是200cm2 , 则桶对水平地面的压强为多大?

【答案】
(1)解:水对桶底的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(3.4+0.6)m=4×104Pa
(2)解:桶底内底面积:S=1200cm2=0.12m2

由p= 得,水对桶底产生的压力F=pS=4×104Pa×0.12m2=4800N


(3)解:桶内水的体积:V=20L=20dm3=20×10﹣3m3

由ρ= 得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×20×10﹣3m3=20kg;

水桶对地面的压力:F=G+G=mg+20N=20kg×10N/kg+20N=220N;

桶与地面接触的面积:S=200cm2=0.02m2

桶对水平地面的压强:p= = =1.1×104Pa


【解析】(1)液体压强与液体的密度和深度有关,水对桶底的压强用p=ρgh解答;(2)水对桶底产生的压强,用p= 公式变形计算水对桶底产生的压力;(3)桶对水平地面的压强可用压强公式计算.
【考点精析】解答此题的关键在于理解压强的大小及其计算的相关知识,掌握压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa),以及对液体的压强的计算的理解,了解液体内部压强的公式:p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意:h 指液体的深度,即某点到液面的距离.

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