问题 问答题

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3.0×10-33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

②求酒精的质量m

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.

答案

(1)水对容器底部的压强:

pgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;

(2)∵ρ=

m
V

∴酒精的质量:

mV=0.8×103kg/m3×3×10-3m3=2.4kg,

(3)水的体积:

V=Sh=0.01m2×0.2m=0.002m3

水的质量:

mV=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
p
=
F
S
F
2S
=
F
S
×
2S
F
=
2F
F
=
2G
G
=
2mg
mg
=
2m
m
=
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.

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