Question

【題目】小明用一裝滿純凈水的瓶子和放在水平桌面上的海綿做實驗，研究“影響壓力作用效果的因素”．如圖所示，他從商標上查到這瓶水的“凈含量”是630mL；又測出瓶底面積為35cm2 ， 瓶蓋面積為7cm2 ， 空瓶的重力忽略不計，根據(jù)小明收集的數(shù)據(jù)，請你計算：（g取10N/kg）
（1）這瓶純凈水凈重多少？
（2）瓶子正放時對海綿的壓強是多少？
（3）要使瓶子倒放時對海綿的壓強與正放時相同，可以用什么方法？請通過計算說明．

Answer 1

【答案】
（1）解：瓶中純凈水的質(zhì)量m=ρV=1.0×103kg/m3×630×10﹣6m3=0.63kg；

瓶中純凈水的重力G=mg=0.63kg×10N/kg=6.3N；

答：這瓶純凈水凈重6.3N

（2）解：瓶子對海綿的壓力F=G=6.3N；

海綿的受力面積S=35cm2=35×10﹣4m2；

瓶子正放時對海綿的壓強P= = =1.8×103Pa；

答：瓶子正放時對海綿的壓強是1.8×103Pa．

（3）解：瓶子倒放時海綿的受力面積S′=7cm2=7×10﹣4m2；

要使瓶子倒放時的壓強等于正放時的壓強，瓶中水的重力G′=F′=PS′=1.8×103Pa×7×10﹣4m2=1.26N；

瓶中水的質(zhì)量m′= = =0.126kg；

答：要使瓶子倒放時對海綿的壓強與正放時相同，可以倒出一部分水，使瓶中水的質(zhì)量為0.126kg．

【解析】（1）凈含量指的就是瓶中水的體積，根據(jù)m=ρV求出瓶中水的質(zhì)量；再根據(jù)G=mg求出瓶中水的重力；（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（空瓶的重力不變）；根據(jù)P= 求出瓶子正放時對海綿的壓強；（3）瓶子倒放時，海綿的受力面積等于瓶蓋面積，遠遠的小于瓶底面積，要讓此時壓強等于瓶子正放時的壓強，就要通過改變瓶子對海綿的壓力，即瓶中水的重力來實現(xiàn)；根據(jù)F=PS求出瓶子倒放時對海綿的壓力，也就是瓶中水的重力．
【考點精析】掌握重力的計算和壓強的大小及其計算是解答本題的根本，需要知道重力的計算公式：G=mg；壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）．