Question

9．小明用一滿瓶純凈水和放在水平桌面上的海綿做實(shí)驗(yàn)，研究“影響壓力作用效果的因素”，如圖所示．做著做著小明想，一瓶純凈水能產(chǎn)生多大的壓強(qiáng)，竟把海綿壓陷得那么明顯．于是就開始想辦法計(jì)算它．他從商標(biāo)紙上查到這瓶水的“凈含量”是600mL（1mL=1cm³）；掂了掂同樣的空瓶確實(shí)很輕，重力可忽略不計(jì)；又測(cè)出瓶底面積為25cm²，瓶蓋面積為5cm²．根據(jù)小明收集的數(shù)據(jù)，請(qǐng)你計(jì)算：（g取10N/kg）
（1）這瓶純凈水凈重多少？
（2）瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)是多少？
（3）要使瓶子倒放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)與正放時(shí)相同，簡單的方法是什么？（只敘述方法，不計(jì)算）

Answer 1

分析 （1）已知水的密度和體積，根據(jù)m=ρV計(jì)算水的質(zhì)量，再根據(jù)G=mg計(jì)算水的重力．
（2）瓶子正放在海綿上，海綿的受力面積就等于瓶底面積，海綿受到的壓力就等于瓶中水的重力（空瓶的重力忽略不計(jì)），利用公式p=$\frac{F}{S}$求出瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)．
（3）壓強(qiáng)與壓力大小和受力面積有關(guān)，據(jù)此分析回答．

解答 解：
（1）由題可知，純凈水的體積：V=600mL=600cm³=600×10^-6m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，這瓶純凈水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×600×10^-6m³=0.6kg，
則這瓶純凈水的凈重：
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N；
（2）空瓶的重力可忽略不計(jì)，則瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓力：F=G=6N，
瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{{S}_{瓶底}}$=$\frac{6N}{25×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.4×10³Pa；
（3）由正放變?yōu)榈狗艜r(shí)，壓力不變、受力面積變小，瓶子對(duì)海綿的壓強(qiáng)變大，為使壓強(qiáng)相等，可以適當(dāng)減小壓力，所以簡單的方法是倒掉適量水后將瓶倒放．
答：（1）這瓶純凈水凈重為6N；
（2）瓶子正放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)是2.4×10³Pa；
（3）要使瓶子倒放時(shí)對(duì)海綿的壓強(qiáng)與正放時(shí)相同，簡單的方法是倒掉適量水后將瓶倒放．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力公式、密度公式、壓強(qiáng)公式、液體壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，解題時(shí)要注意單位的換算；難點(diǎn)是第3問，需靈活應(yīng)用壓強(qiáng)公式進(jìn)行分析．