Question

如图所示，平底茶壶的质量是400g，底面积是40cm²，内盛0.6kg的开水，水深12cm，放置在面积为1m²的水平桌面中央．试求：
（1）水对茶壶底部的压强；
（2）水对茶壶底部的压力；
（3）茶壶对桌面的压力；
（4）茶壶对桌面的压强．

Answer

（1）利用液体压强公式先求出水对壶底的压强，再利用公式F=pS求出水对茶壶底部的压力．
（2）已知茶壶的质量和壶内水的质量，根据公式G=mg可求其重力，在水平面上压力等于物体自身的重力，茶壶的底面积已知，根据公式p=可求茶壶对桌面的压强．
【解析】
（1）水深：
h=12cm=0.12m，
水对壶底的压强：
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.12m=1176Pa，
（2）壶的底面积：
S=40cm2=40×10-4m2，
水对茶壶底的压力：
F1=p水S=1176Pa×40×10-4m2=4.704N；
（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===2450Pa．
答：（1）水对茶壶底部的压强为1176Pa；
（2）水对茶壶底部的压力为4.704N；
（3）茶壶对桌面的压力为9.8N；
（4）茶壶对桌面的压强2450Pa．