小明用一满瓶纯净水和放在水平桌面上的海绵做实验,研究“影响压力作用效果的因素”,如图所示.做着做着小明想,一瓶纯净水能产生多大的压强,竟把海绵压陷得那么明显.于是就开始想办法计算它.他从商标纸上查到这瓶水的“净含量”是600mL(1mL=lcm3);掂了掂同样的空瓶确实很轻,重力可忽略不计;又测出瓶底面积为35cm2,瓶盖面积为7cm2.根据小明收集的数据,请你计算:(1)这瓶纯净水净重多少?(取g=10 N/kg)(2)瓶子正放时对海绵的压强是多少?(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,简单的方法是什么?

问题描述:

小明用一满瓶纯净水和放在水平桌面上的海绵做实验,研究“影响压力作用效果的因素”,如图所示.做着做着小明想,一瓶纯净水能产生多大的压强,竟把海绵压陷得那么明显.于是就开始想办法计算它.他从商标纸上查到这瓶水的“净含量”是600mL(1mL=lcm3);掂了掂同样的空瓶确实很轻,重力可忽略不计;又测出瓶底面积为35cm2,瓶盖面积为7cm2.根据小明收集的数据,请你计算:

(1)这瓶纯净水净重多少?(取g=10 N/kg)
(2)瓶子正放时对海绵的压强是多少?
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,简单的方法是什么?

(1)V=600ml=600×10-6m3
这瓶纯净水的质量为:m=ρV=1×103kg/m3×600×10-6m3=0.6kg.
这瓶纯净水重为:G=mg=0.6kg×10N/kg=6N.
(2)∵物体放在水平面上,∴F=G=6N.
瓶子正放时对海绵的压强为:p=

F
S
=
G
S
=
6N
35×10−4m2
≈1714.3Pa.
(3)正放和倒放压强相等时,
F
S
F
S

正放受力面积是倒放受力面积的
35cm2
7cm2
=5
倍,
方法一:①要使压强相等,正放压力是倒放压力的5倍,倒放时,倒出
4
5
的水.
方法二:②要使压强相等,正放面积和倒放面积相等,把瓶子倒置35cm2的很轻的硬垫片上.
答案解析:(1)根据ρ=
m
v
的推导公式m=ρV计算水的质量.
(2)根据G=mg计算水的重力.
(3)根据p=
F
S
进行压强计算.
(4)压强与压力大小和受力面积有关.
考试点:探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验.
知识点:(1)利用ρ=
m
v
,G=mg,p=
F
S
进行计算.
(2)掌握压强大小的影响因素.