研究性學習在濰坊各校廣泛開展,小紅對家中的電熱水壺進行了認真的觀察與研究,她察看了如下所示的電熱水壺說明書上的有關數據,并測出了容量刻度線到壺底的高度為16cm,然后加水至容量刻線后,放到加熱座上,加熱座面積與壺底面積相同,她提出了以下幾個問題,請你給予解答(壺壁厚度不計,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)
(1)水對壺底的壓力是多大?
(2)壺對加熱座的壓強是多大?
(3)為把壺中開水倒入暖瓶中,小紅需將壺慢慢提高20cm,求小紅要做多少功?
品牌 | 樂力透 | 型號 | KE-180CD |
是否調溫 | 不可調 | 額定功率 | 1500W |
電源電壓 | 220V | 重量 | 0.6kg |
容量 | 1.8L | 壺底面積 | 200cm2 |
品質 | 優 | 產地 | 江南 |
解:(1)水對壺底的壓強:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa,
水對壺底的壓力:
F=ps=1.6×103Pa×200×10-4m2=32N;
(2)壺中水的質量:
m水=ρV=1.0×103kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg,
壺對加熱座的壓力:
F′=G=(m水+m壺)g=(1.8kg+0.6kg)×10N/kg=24N,
壺對加熱座的壓強:
p′===1.2×103Pa;
(3)小紅將壺慢慢提高20cm做的功:
W=Gh=(m水+m壺)gh=(1.8kg+0.6kg)×10N/kg×0.2m=4.8J.
答:(1)水對壺底的壓力是32N;
(2)壺對加熱座的壓強是1.2×103Pa;
(3)小紅將壺慢慢提高20cm做的功為4.8J.
(1)已知壺內水深,根據液體壓強公式p=ρgh求出水對壺底的壓,再根據F=ps求出水對壺底的壓力;
(2)根據m=ρV求出壺內水的質量,壺對加熱座的壓力等于水和壺的重力之和,根據G=mg求出其大小,再根據p=求出壺對加熱座的壓強;
(3)根據W=Gh求出小紅將壺慢慢提高20cm做的功.
點評:本題考查重力、壓力、壓強、功的計算,關鍵是公式及其變形的靈活運用,要知道在水平面上壓力等于物體自身的重力,解題過程中要注意單位的換算.