Question

小明用一装满纯净水的瓶子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，他从商标上查到这瓶水的“净含量”是630mL；又测出瓶底面积为35cm²，瓶盖面积为7cm²，空瓶的重力忽略不计，根据小明收集的数据，请你计算：（g取10N/kg）
（1）这瓶纯净水净重多少？
（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，可以用什么方法？请通过计算说明．

Answer

（1）净含量指的就是瓶中水的体积，根据m=ρV求出瓶中水的质量；再根据G=mg求出瓶中水的重力；
（2）瓶子正放在海绵上，海绵的受力面积就等于瓶底面积；海绵受到的压力就等于瓶中水的重力（空瓶的重力不变）；根据P=求出瓶子正放时对海绵的压强；
（3）瓶子倒放时，海绵的受力面积等于瓶盖面积，远远的小于瓶底面积，要让此时压强等于瓶子正放时的压强，就要通过改变瓶子对海绵的压力，即瓶中水的重力来实现；根据F=PS求出瓶子倒放时对海绵的压力，也就是瓶中水的重力．
【解析】
（1）瓶中纯净水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×630×10-6m3=0.63kg；
瓶中纯净水的重力G=mg=0.63kg×10N/kg=6.3N；
答：这瓶纯净水净重6.3N．
（2）瓶子对海绵的压力F=G=6.3N；
海绵的受力面积S=35cm2=35×10-4m2；
瓶子正放时对海绵的压强P===1.8×103Pa；
答：瓶子正放时对海绵的压强是1.8×103Pa．
（3）瓶子倒放时海绵的受力面积S′=7cm2=7×10-4m2；
要使瓶子倒放时的压强等于正放时的压强，瓶中水的重力G′=F′=PS′=1.8×103Pa×7×10-4m2=1.26N；
瓶中水的质量m′===0.126kg；
答：要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同，可以倒出一部分水，使瓶中水的质量为0.126kg．