Question

質(zhì)量為1kg的平底空水桶，底面積為500cm²．水桶內(nèi)裝有30cm深的水，放在水平地面上，如圖甲所示，水對(duì)水桶底的壓強(qiáng)比水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)小1000Pa．當(dāng)小明用豎直向上的力F提水桶，但沒(méi)有提起來(lái)時(shí)，如圖12乙所示，水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)為1500Pa．則力F的大小為

125

 N．（g取10N/kg）

Answer 1

分析：已知水桶內(nèi)的水深，可利用液體液體壓強(qiáng)公式P=ρgh求出水對(duì)桶底的壓強(qiáng)，又已知水對(duì)水桶底地壓強(qiáng)比水桶對(duì)地面得壓強(qiáng)小1000Pa，可求出桶放在水平地面上時(shí)桶對(duì)水平地面的壓強(qiáng)，再利用壓強(qiáng)公式P=

F

S

求出，桶對(duì)地面的壓力，即可得水和桶的總重力，又可得水和桶的總質(zhì)量，已知桶的質(zhì)量，即可求得水的質(zhì)量．
當(dāng)小明用豎直向上的力F提水桶時(shí)，如圖乙所示，已知水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)為1500Pa，可求出此時(shí)桶對(duì)地面的壓力，即可求出拉力F．

解答：解：水桶內(nèi)水深h=30cm=0.3m，水對(duì)桶底的壓強(qiáng)為：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.3m=3×10³Pa，
水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)為：p′=3000Pa+1000Pa=4000Pa，
地面受到水桶的壓力大小F′=p′S=4000Pa×500×10^-4m²=200N，
水和水桶的總重力為：G_總=F′=200N，
水和水桶的總質(zhì)量為：m_總=

G總

g

=

200N

10N/kg

=20kg，
水的質(zhì)量為：m_水=m_總-m_桶=20kg-1kg=19kg；
當(dāng)小明用豎直向上的力F提水桶時(shí)水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)為P″=1500Pa，
則此時(shí)桶對(duì)地面的壓力F″=P″S=1500Pa×500×10^-4m²=75N，
所以此時(shí)拉力F=G_總-F″=200N-75N=125N．
故答案為：125N．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道關(guān)于液體壓強(qiáng)、固體壓強(qiáng)、質(zhì)量、重力以及力的合成的綜合題，在解題時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析所用到的物理知識(shí)．難點(diǎn)是找到解本題的突破點(diǎn)，本題的突破點(diǎn)是用液體液體壓強(qiáng)公式能求出水對(duì)桶底的壓強(qiáng)，進(jìn)而解決此題．