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例 7(2024 广安)
茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为 $600\ g$,底面积为 $100\ cm^2$,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图 10 - 12 所示。请你接着她的探究完成如下任务。($\rho_{ 水} = 1.0×10^3\ kg/m^3$,$g$ 取 $10\ N/kg$)

(1)求水对茶壶底的压强。
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的 $0.6$,则茶壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)
茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为 $600\ g$,底面积为 $100\ cm^2$,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图 10 - 12 所示。请你接着她的探究完成如下任务。($\rho_{ 水} = 1.0×10^3\ kg/m^3$,$g$ 取 $10\ N/kg$)
(1)求水对茶壶底的压强。
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的 $0.6$,则茶壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)
答案:
例7 解:
(1)水对茶壶底的压强:$p = \rho_{水} gh = 1.0 × 10^{3} kg/m^{3} × 10 N/kg × 0.12 m = 1.2 × 10^{3} Pa$。
(2)由$p = \frac{F}{S}$可得,水对茶壶底的压力为$F_{水} = pS = 1.2 × 10^{3} Pa × 100 × 10^{-4} m^{2} = 12 N$。
由题意可知,茶壶对桌面的压力:
$F_{壶} = \frac{F_{水}}{0.6} = \frac{12 N}{0.6} = 20 N$,
茶壶的重力:
$G_{壶} = m_{壶} g = 0.6 kg × 10 N/kg = 6 N$,
因茶壶对桌面的压力等于茶壶和水的重力之和,所以,水的重力:
$G_{水} = F_{壶} - G_{壶} = 20 N - 6 N = 14 N$,
则茶壶内水的质量为$m_{水} = \frac{G_{水}}{g} = \frac{14 N}{10 N/kg} = 1.4 kg$。
(1)水对茶壶底的压强:$p = \rho_{水} gh = 1.0 × 10^{3} kg/m^{3} × 10 N/kg × 0.12 m = 1.2 × 10^{3} Pa$。
(2)由$p = \frac{F}{S}$可得,水对茶壶底的压力为$F_{水} = pS = 1.2 × 10^{3} Pa × 100 × 10^{-4} m^{2} = 12 N$。
由题意可知,茶壶对桌面的压力:
$F_{壶} = \frac{F_{水}}{0.6} = \frac{12 N}{0.6} = 20 N$,
茶壶的重力:
$G_{壶} = m_{壶} g = 0.6 kg × 10 N/kg = 6 N$,
因茶壶对桌面的压力等于茶壶和水的重力之和,所以,水的重力:
$G_{水} = F_{壶} - G_{壶} = 20 N - 6 N = 14 N$,
则茶壶内水的质量为$m_{水} = \frac{G_{水}}{g} = \frac{14 N}{10 N/kg} = 1.4 kg$。
⇨ 实验突破 提升素养
突破 探究液体压强与哪些因素有关
【实验器材】水、盐水、微小压强计。
【实验装置】如图10-13所示。
【设计实验和进行实验】
1. 实验前需检查微小压强计的
2. 转换法:根据
3. 控制变量法:①保持探头在水中的深度不变,改变

【分析与论证】
4. 液体内部
5. 同种液体内部,
6. 液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的
【交流、评估、反思】
7. 压强计上的U形管
8. 液体压强的大小与盛液体的容器的形状
突破 探究液体压强与哪些因素有关
【实验器材】水、盐水、微小压强计。
【实验装置】如图10-13所示。
【设计实验和进行实验】
1. 实验前需检查微小压强计的
气密性
,用手指压橡皮膜,观察U形管两侧液面是否有明显变化,若有明显变化,说明气密性 良好
;若无明显变化,说明气密性 不好
,接下来的操作是 拆下软管重新组装
。2. 转换法:根据
U形管两侧液面的高度差
来判断液体压强的大小。3. 控制变量法:①保持探头在水中的深度不变,改变
探头方向
,探究液体压强与方向的关系;②改变 探头在水中的深度
,探究液体压强与深度的关系;③保持探头在液体中的深度不变,换用不同的液体(如盐水),探究液体压强与 液体密度
的关系。【分析与论证】
4. 液体内部
向各个方向
都有压强,并且在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 相等
。5. 同种液体内部,
深度越深
,压强越大。6. 液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的
密度
越大,压强越大。【交流、评估、反思】
7. 压强计上的U形管
不属于
(选填“属于”或“不属于”)连通器。8. 液体压强的大小与盛液体的容器的形状
无关
(选填“有关”或“无关”)。
答案:
1. 气密性 良好 不好 拆下软管重新组装
2. U形管两侧液面的高度差
3. 探头方向 探头在水中的深度 液体密度
4. 向各个方向 相等 5. 深度越深
6. 密度 7. 不属于 8. 无关
2. U形管两侧液面的高度差
3. 探头方向 探头在水中的深度 液体密度
4. 向各个方向 相等 5. 深度越深
6. 密度 7. 不属于 8. 无关
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