Question

如图中平底茶壶的质量是0.4kg，底面积是50cm²，内盛0.6kg的水，水面高度在图中已标出，放置在面积为1m²的水平桌面中央．则：
（1）茶壶盖的物理模型是______，壶盖上的小孔作用是______．
（2）求由于水的重力而使水对壶底产生的压力．
（3）求茶壶对桌面的压强．

Answer

（1）茶壶盖上的小孔能保证与大气相通，形成壶体上端开口，壶嘴、壶体上端开口下端连通，形成连通器．
（2）已知壶内的水深，先计算水对壶底的压强，再计算压力．
（3）算出壶和水的重力，即为茶壶对桌面的压力，再求压强．
【解析】
（1）茶壶中的液体不流动时，各开口中的液面总是相平的，因此是利用的连通器原理；壶盖上留有一个小孔，作用是使壶内与壶外的大气相通，在重力的作用下，水才容易倒出．
（2）水深h=10cm=0.1m，壶的底面积：S=50cm2=50×10-4m2=5×10-3m2，
水对壶底的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa；
水对壶底的压力F1=ps=1×103Pa×5×10-3m2=5N．
（3）茶壶的重力：G壶=m壶g=0.4kg×9.8N/kg=3.92N，
水的重力：G水=m水g=0.6kg×9.8N/kg=5.88N，
茶壶对水平桌面的压力：F2=G水+G壶=3.92N+5.88N=9.8N；
（4）茶壶对水平桌面的压强P===1960Pa．
答：（1）茶壶盖的物理模型是连通器；壶盖上的小孔作用是使壶内与壶外的大气相通，在重力的作用下，水才容易倒出．
（2）由于水的重力而使水对壶底产生的压力是5N；
（3）茶壶对桌面的压强1960Pa．