Question

質量為1kg的平底空水桶，底面積為500cm²．水桶內裝有30cm深的水，放在水平地面上，如圖甲所示，水對水桶底的壓強比水桶對地面的壓強小1000Pa．當小明用豎直向上的力F提水桶，但沒有提起來時，如圖12乙所示，水桶對地面的壓強為1500Pa．則力F的大小為

125

 N．（g取10N/kg）

Answer 1

分析：已知水桶內的水深，可利用液體液體壓強公式P=ρgh求出水對桶底的壓強，又已知水對水桶底地壓強比水桶對地面得壓強小1000Pa，可求出桶放在水平地面上時桶對水平地面的壓強，再利用壓強公式P=

F

S

求出，桶對地面的壓力，即可得水和桶的總重力，又可得水和桶的總質量，已知桶的質量，即可求得水的質量．
當小明用豎直向上的力F提水桶時，如圖乙所示，已知水桶對地面的壓強為1500Pa，可求出此時桶對地面的壓力，即可求出拉力F．

解答：解：水桶內水深h=30cm=0.3m，水對桶底的壓強為：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.3m=3×10³Pa，
水桶對地面的壓強為：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，
水和水桶的總質量為：m_總=

G總

g

=

200N

10N/kg

=20kg，
水的質量為：m_水=m_總-m_桶=20kg-1kg=19kg；
當小明用豎直向上的力F提水桶時水桶對地面的壓強為P″=1500Pa，
則此時桶對地面的壓力F″=P″S=1500Pa×500×10^-4m²=75N，
所以此時拉力F=G_總-F″=200N-75N=125N．
故答案為：125N．

點評：本題是一道關于液體壓強、固體壓強、質量、重力以及力的合成的綜合題，在解題時應認真分析所用到的物理知識．難點是找到解本題的突破點，本題的突破點是用液體液體壓強公式能求出水對桶底的壓強，進而解決此題．