(2012•浦东新区一模)某底面积为0.01米2的薄壁柱形容器内盛有0.2米深的水,另一容器中盛有体积为3.0×10-3

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0卡拉卡拉0 2023-03-19 13:56
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  • 2023-03-19 14:09

    (2012•浦东新区一模)某底面积为0.01米2的薄壁柱形容器内盛有0.2米深的水,另一容器中盛有体积为3.0×10-3米3的酒精(ρ酒精=0.8×103千克/米3).①求水对容器底部的压强p水;②求酒精的质量m酒;③若把以上两种液体分别倒入底面积为S和2S的两个足够高的薄壁柱形容器内,要求液体对容器底部压强的比值最大.根据要求选择:底面积为______的容器装水,底面积为______的容器装酒精;求出:液体对两容器底部压强的最大比值.

    解题思路:(1)根据公式p=ρgh求出水对容器底的压强;

    (2)根据ρ=[m/V]求出酒精的质量;

    (3)根据ρ=[m/V]求出水的质量,因为是柱形容器,所以液体对容器底的压力等于其重力,根据p=[F/S]分析压强的比值.

    (1)水对容器底部的压强:

    p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;

    (2)∵ρ=[m/V],

    ∴酒精的质量:

    m酒=ρ酒V酒=0.8×103kg/m3×3×10-3m3=2.4kg,

    (3)水的体积:

    V水=Sh=0.01m2×0.2m=0.002m3,

    水的质量:

    m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.0,02m3=2kg,

    酒精的质量大于水的质量,所以酒精对容器底的压力大于水对容器底的压力,根据p=[F/S]可知,压强与受力面积成反比,要求压强比值最大,所以压力大的液体倒入底面积小的容器中,即酒精倒入底面积为S的容器中,水倒入底面积为2S的容器中;

    其比值为:

    p酒

    p水=

    F酒

    S

    F水

    2S=

    F酒

    S×[2S

    F水=

    2F酒

    F水=

    2G酒

    ***=

    2m酒g

    m水g=

    2m酒

    m水=

    2×2.4kg/2kg]=2.4.

    答:①水对容器底部的压强为1960Pa;

    ②酒精的质量为2.4kg;

    ③2S;S;液体对两容器底部压强的最大比值为2.4.

    点评:

    本题考点: 液体的压强的计算.

    考点点评: 此题主要考查的是学生对密度、液体压强计算公式的理解和掌握,有一定难度.

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