Question

6．如圖所示，一個空茶壺質(zhì)量為0.5kg，放在水平桌面上，茶壺與桌面的接觸面積為0.01m²，用茶壺盛滿水后，水的深度為12cm．求：
（1）空茶壺對桌面的壓強(qiáng)；
（2）水對茶壺底部的壓強(qiáng)；
（3）水對茶壺底部的壓力．
（4）茶壺的壺身與壺嘴構(gòu)成一個連通器，如果把壺蓋上的小孔堵住，會出現(xiàn)什么情況？
（茶壺壁的厚度忽略不計(jì)，g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）空茶壺對桌面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，利用p=$\frac{F}{S}$求出空茶壺對桌面的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)p=ρgh求出水對茶壺底部的壓強(qiáng)；
（3）利用F=pS求出水對茶壺底部的壓力；
（4）茶壺蓋上的小孔能保證與大氣相通，形成壺體上端開口，壺嘴、壺體上端開口下端連通，形成連通器．

解答 解：（1）空茶壺對桌面地壓力：
F=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N，
空茶壺對桌面地壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5N}{0.01{m}^{2}}$=500Pa；
（2）水對茶壺底部的壓強(qiáng)：
p′=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1.2×10³Pa；
（3）水對茶壺底部的壓力：
F=p′S=1.2×10³Pa×0.01m²=12N；
（4）茶壺的壺身與壺嘴上端開口，下部相連通是連通器；
如果把壺蓋上的小孔堵住，隨著水的減少，壺內(nèi)的氣體壓強(qiáng)越來越小，小于外界大氣壓，所以，壺內(nèi)的水不易倒出．
答：（1）空茶壺對桌面的壓強(qiáng)為500Pa；
（2）水對茶壺底部的壓強(qiáng)為1.2×10³Pa；
（3）水對茶壺底部的壓力為12N；
（4）連通器；壺內(nèi)的水不易倒出．

點(diǎn)評 本題考查重力、壓強(qiáng)的計(jì)算以及連通器的特點(diǎn)、大氣壓的應(yīng)用等，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要知道在水平面上壓力等于物體自身的重力，還要注意解題過程中單位的換算．