Question

如圖所示，質量是2kg的平底水桶底面積為400cm²，放在水平地面上，桶內裝有50cm深、體積是30dm³的水．小萍同學用豎直向上的力F提水桶，但是沒有提起來．這時，如果水對桶底的壓強和桶對地面的壓強相等．小萍同學提水桶的力F=    N．（g=10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：知道桶內水的體積、水的密度，利用密度公式求水的質量；
知道水深和水的密度，利用液體壓強公式求水對容器底的壓強，又知道容器底面積，利用壓強定義式求水對容器底的壓力；
知道水對桶底的壓強和桶對地面的壓強相等，受力面積相同，可知水對桶底的壓力和桶對地面的壓力相等，而桶對地面的壓力等于桶重加上水重再減去拉力，據此求出小萍同學提水桶的力．
解答：解：水的體積：
V=30dm³=30×10^-3m³，
水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×30×10^-3m³=30kg，
水深h=50cm=0.5m，
底面積s=400cm²=400×10^-4m²，
∵p=，
∴水對桶底的壓力：
F_水=ps=ρ_水ghs=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.5m×400×10^-4m²=200N．
∵水對桶底的壓強和桶對地面的壓強相等，受力面積相同，
∴桶對地面的壓力等于水對桶底的壓力，
∴桶對地面的壓力：
G_桶+G_水-F_拉=200N，
小萍同學提水桶的力：
F_拉=G_桶+G_水-F_拉=2kg×10N/kg+30kg×10N/kg-200N=120N．
故答案為：120．
點評：本題考查了學生對密度公式、重力公式、壓強公式、液體壓強公式的掌握和運用，要求靈活運用公式，利用好“水對桶底的壓強和桶對地面的壓強相等”是關鍵．