Question

某中學八年級學生小華“液體內部壓強”一節后，注意到課后作業第3題：法國科學家帕斯卡1648年作的木桶實驗（如圖甲），想到為什么幾桶水就能撐破木桶呢？他注意到細管與木桶組成了一格上小下大的容器；同時他想寶雞北坡的引渭渠與此形狀剛好相反，是上大下小，引渭渠這樣設計的目的是什么呢？經過反復對比后他猜想：液體對容器底部的壓力可能與容器的形狀有關．于是他找來家中的電加熱器（如圖乙）測出其底面積為100cm²，放在桌子中央，加入1L水：請你幫小華完成下列問題．
（1）小華注意到熱水器側面有一透明水位計，這種設計應用了______原理；1L水的質量為______kg
（2）小華測出水深為12cm，請通過計算比較水對熱水器底的壓力與重力的關系？小華的猜想正確嗎？
（3）通過幫助小華解決問題，說說你的收獲______．（寫一點即可）

Answer 1

解：（1）熱水器側面有一透明水位計，目的是通過透明水位計里面的水位高低知道熱水器內的水位高低，利用的是連通器原理；
v=1L=0.001m³，
水的質量：m=ρv=1.0×10³kg/m³×0.001m³=1kg；
（2）水重：G=mg=1kg×10N/kg=10N，
水對熱水器底的壓強：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1200Pa，
水對熱水器底的壓力：
F=ps=1200Pa×100×10⁴m²=12N，
∴F＞G，
∴小華的猜想正確；
（3）收獲：知道了液體對容器底的壓力與容器形狀有關．
故答案為：（1）連通器，1；
（2）水對熱水器底的壓力大于水的重力，小華的猜想正確；
（3）液體對容器底的壓力與容器形狀有關．
分析：（1）上端開口、底部相連通的容器叫連通器，內裝同種液體且不流動時，各容器內的水位是相平的；
1L=0.001m³，根據密度公式求水的質量；
（2）知道水深，利用液體壓強公式求水對熱水器底的壓強，知道底面積，再根據F=ps求水對熱水器底的壓力，再和水重比較得出結論；
（3）液體對容器底的壓強與容器形狀、液體重無關，僅與液體的密度、液體深度有關．
點評：利用身邊的生活物品做實驗進行探究，中考的熱點題型！要求靈活運用所學知識（密度公式、液體壓強公式、壓強定義式）．