Question

12．如圖所示，平底茶壺的質(zhì)量是500g，底面積是50cm²，內(nèi)盛1kg的開水，放置在面積為2m²的水平桌面中央．
求：（1）水對茶壺底部的壓強和壓力；
（2）此時茶壺對桌面的壓力和壓強．

Answer 1

分析 （1）知道茶壺內(nèi)水的深度，根據(jù)p=ρgh求出水對壺底部的壓強，再利用公式F=pS求出水對茶壺底部的壓力；
（2）已知茶壺的質(zhì)量和壺內(nèi)水的質(zhì)量，根據(jù)公式G=mg可求其重力，在水平面上壓力等于物體自身的重力，茶壺的底面積已知，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求茶壺對桌面的壓強．

解答 解：（1）茶壺內(nèi)水的深度：
h=12cm=0.12m，
水對壺底部的壓強：
p_水=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1200Pa，
茶壺的底面積：
S=50cm²=5×10^-3m²，
水對茶壺底部的壓力：
F₁=p_水S=1200Pa×5×10^-3m²=6N；
（2）茶壺的重力：
G_壺=m_壺g=500×10^-3kg×10N/kg=5N，
水的重力：
G_水=m_水g=1kg×10N/kg=10N，
茶壺對水平桌面的壓力：
F₂=G_水+G_壺=10N+5N=15N，
茶壺對水平桌面的壓強：
p=$\frac{{F}_{2}}{S}$=$\frac{15N}{5×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=3000Pa．
答：（1）水對茶壺底部的壓強為1200Pa，壓力為6N；
（2）此時茶壺對桌面的壓力為15N，壓強為3000Pa．

點評 本題考查了液體和固體壓力、壓強的計算，正確地選擇公式進(jìn)行分析，是解決此類問題的關(guān)鍵，分析液體壓強壓力時，一般用公式p=ρgh、F=pS；分析固體壓力壓強時，一般用公式F=G（豎直方向）、p=$\frac{F}{S}$．