解题思路:(1)知道A点受到水的压强和水的密度,利用液体压强公式求A点所处的深度;
(2)求出水的深度,知道底面积,可以计算水的体积,再利用密度公式和重力公式求容器内水重,可进一步求出水平地面受到的压力F=G(容器重加上水重);
(3)知道AB两点受到液体的压强相等,AB到容器底等高,由此可知此时甲容器底受到水的压强比乙容器底受到的酒精的压强大,而小华的设计方案使得甲容器底受到的压强更大,不可行;小芳的设计方案可行.
设该方法中的深度为h,根据两容器底受到的压强相等列方程求出h的大小.
(1)∵p=ρgh,
∴hA=
pA
ρ水g=
980Pa
1×103kg/m3×9.8N/kg=0.1m;
(2)甲容器装水重:
G甲=ρ水V水g
=1.0×103kg/m3×0.01m2×(0.1m+0.3m)×9.8N/kg
=39.2N,
甲容器对水平地面的压力:
F=G甲+G容=39.2N+2N=41.2N;
(3)小芳同学设计的方法可行,
hB=
pB
ρ酒g=
980Pa
0.8×103kg/m3×9.8N/kg=0.125m
由题知:ρ水g(h甲-h)=ρ酒精g(h乙+h)
即:1×103kg/m3×9.8N/kg×(0.4m-h)=0.8×103kg/m3×9.8N/kg×(0.425m+h)
解得:h=0.03m.
答:(1)A点离液面的距离为0.1m;
(2)甲容器对水平地面的压力为41.2N;
(3)小芳同学设计的方法可行,该方法中的深度为0.03m.
点评:
本题考点: 液体的压强的计算;密度的计算;重力的计算;压强的大小及其计算.
考点点评: 本题考查了密度公式、重力公式、液体压强公式,涉及到实验方案的设计,属于难题;理解深度h的含义(从该点到水面的垂直距离)是本题的关键.