Question

如圖所示．將底面積為30cm²，重為2N的平底薄壁水桶放在水平桌面上，水桶內(nèi)裝有體積為800cm³，深18cm的水．當(dāng)用豎直向上的拉力F拉水桶時(shí)，水對(duì)水桶底的壓強(qiáng)等于水桶底對(duì)水平面壓強(qiáng)的，則拉力F為________牛．（g取10N/kg）

Answer 1

1.9
分析：知道桶內(nèi)水的體積、水的密度，利用密度公式求水的質(zhì)量，進(jìn)一步求出水和桶的總重力；根據(jù)壓強(qiáng)公式求出水對(duì)容器底的壓強(qiáng)，根據(jù)題意得出水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)，利用F=pS求出桶對(duì)地面的壓力；對(duì)桶受力分析可知桶受到的重力等于受到的拉力和支持力之和，利用平衡條件得出等式即可求出拉力的大�。�
解答：已知：S=30cm²=3×10^-3m²，V=800cm³=8×10^-4m³，h=18cm=0.18m，g=10N/kg，ρ=1.0×10³kg/m³，p_水=p_地
求：拉力F
解：由ρ=可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×8×10^-4m³=0.8kg，
水和桶的總重力：
G=G_桶+G_水=2N+0.8kg×10N/kg=10N，
水對(duì)桶底的壓強(qiáng)：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.18m=1800Pa，
∵p_水=p_地，
∴p_地=p_水=×1800Pa=2700Pa，
∵p=，
∴桶對(duì)地面的壓力：
F_壓=p_地S=2700Pa×3×10^-3m²=8.1N，
∵桶對(duì)地面的壓力和地面對(duì)桶的支持力是一對(duì)相互作用力，
∴F_支=F_壓=8.1N，
對(duì)桶受力分析可知，桶受到的重力等于受到的拉力和支持力之和，
∵桶靜止，處于平衡狀態(tài)，
∴拉力F=G-F_支=10N-8.1N=1.9N．
故答案為：1.9．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、重力公式、壓強(qiáng)公式、液體壓強(qiáng)公式的掌握和運(yùn)用，要求靈活運(yùn)用公式，利用好“水對(duì)水桶底的壓強(qiáng)等于水桶底對(duì)水平面壓強(qiáng)的”是關(guān)鍵．