Question

8．將重為5N的豎直、薄壁空水桶（豎直壁厚度忽略不計）放在水平地面上，桶的底面積為1×10^-2m²、高為50cm；向桶中裝入40cm深的水后，曉玲同學用豎直向上的力F提水桶，如圖所示，此時水桶對地面的壓強為1500Pa．求：（g取10N/kg）
（1）水對桶底的壓強；
（2）豎直向上的力F．

Answer 1

分析 （1）運用液體壓強公式p=ρgh，可求壓強大�。�
（2）固體壓強p=$\frac{F}{S}$，變形可求壓力，進而得出支持力F_支，再根據(jù)水桶的受力情況，可求出豎直向上的拉力．

解答 解：（1）水深為h=40cm=0.4m；水對桶底的壓強為：p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.4m=4000Pa；
（2）由p=$\frac{F}{S}$得，水桶對地面的壓力為F=pS=1500Pa×1×10^-2m²=15N；
由于物體間力的作用是相互的，地面對水桶的支持力為F_支=F=15N；
水桶中水的體積為：V=Sh=1×10^-2m²×0.4m=0.004m³；
水的質(zhì)量為：m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.004m³=4kg；
水的重力為：G_水=mg=4kg×10N/kg=40N；
水和桶的總重力為：G_總=G_水+G_桶=40N+5N=45N；
豎直向上的拉力F=G_總-F_支=45N-15N=30N．
答：（1）水對桶底的壓強為4000Pa；
（2）豎直向上的力F為30N．

點評 熟練運用固體和液體壓強公式，準確分析物體的受力情況，是解答此題的關鍵．