Question

18．一只桶的容積是20L，桶的重是15N，當(dāng)這只桶裝滿水時(shí)，用一個(gè)力以2.88km/h的速度把它勻速提到距地面9米高的樓上．（g=10N/kg）求
（1）空桶的質(zhì)量是多少？
（2）把這只裝滿水的桶提上樓需多少時(shí)間？
（3）需用多大的力才能將它勻速提上樓？

Answer 1

分析 （1）已知重力，利用G=mg可求空桶的質(zhì)量；
（2）已知路程和速度，根據(jù)速度公式的變形可求時(shí)間；
（3）知道捅的容積（裝滿水水的體積），利用密度公式求水的質(zhì)量，再利用G=mg求水重；這只桶裝滿水時(shí)，水和桶的總重，再根據(jù)力的作用是相互的求舉起它的力．

解答 解：（1）已知桶的重是15N，
由G=mg可得空桶的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{15N}{10N/kg}$=1.5kg；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，把這只裝滿水的桶提上樓需的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{9m}{2.88×\frac{1}{3.6}m/s}$=11.25s；
（3）水的體積：V_水=V_容=20L=20×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得水的質(zhì)量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×20×10^-3m³=20kg，
水的重：G_水=m_水g=20kg×10N/kg=200N，
水和桶的總重為：
G=G_水+G_桶=200N+15N=215N，
因?yàn)閯蛩偕蠘菚r(shí)拉力與水和桶的總重，二力平衡，
所以勻速提上樓的力是：F_提=G=215N．
答：（1）空桶的質(zhì)量是1.5kg；
（2）把這只裝滿水的桶提上樓需11.25s的時(shí)間；
（3）需用215N的力才能將它勻速提上樓．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)重力公式、密度公式、平衡力的了解與掌握，利用好隱含條件：勻速提起這只桶裝滿水時(shí)，向上提的力等于水和桶的總重．