Question

如圖，水平地面上分別放有兩只底面積相同的水桶，甲桶重10N，乙桶重15N，內底和下底面積都為400cm²，都裝有深為40cm深的水，試回答：
（1）______桶更科學，認為科學的桶還有什么不完善的地方，可在圖中補畫出來．
（2）求出你認為不科學的桶內的水對底部的壓強及水的重力．
（3）求出不科學的桶對地面的壓力和壓強．

Answer 1

解：（1）甲乙兩個桶，同樣的底面積、同樣的水深，乙桶可以裝更多的水，所以乙桶更科學；可以在提的地方加一塊塑料或橡膠，通過增大受力面積來減小對手的壓強；
（2）甲桶內水深：
h=40cm=0.4m，
水對桶底的壓強：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.4m=4000Pa，
因為甲桶為圓柱形：
s=400cm²=400×10^-4m²，
水的重力：
G=mg=ρvg=ρshg=1.0×10³kg/m³×400×10^-4m²×0.4m×10N/kg=160N；
（3）∵在水平桌面上，
∴桶對桌面的壓力：
F=G_桶+G_水=10N+160N=170N，
桶對桌面的壓強：
p===4250Pa；
答：（1）乙桶科學，如圖所示；
（2）甲桶內的水對底部的壓強為4000Pa、水的重力為160N；
（3）甲桶對地面的壓力為170N、壓強為4250Pa．
分析：（1）同樣的底面積、同樣的水深，乙桶可以裝更多的水；從減小壓強方面分析；
（2）知道桶內水深和水的密度，利用液體壓強公式求桶對底部的壓強；又知道桶底的底面積，密度公式和重力公式求水的重力；
（3）求出水的重力，又知道桶重，因為在水平桌面上，也就知道了桶對桌面的壓力，又知道桶的底面積，利用壓強定義式求p=求杯對水平桌面的壓強．
點評：對于圓柱形容器，液體對容器底的壓力：F=ps=ρshg=ρvg=mg=G；對于不規則的容器，對容器底的壓力和壓強，要先計算液體對容器底的壓強p=ρgh、再計算液體對容器底的壓力F=ps．