Question

【题目】质量为1 kg的平底空水桶，底面积为700cm2。水桶内装有30cm深的水，放在水平地面上，如图甲所示，水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1000Pa。当小明用竖直向上的力，提水桶，但没有提起来时，如图乙所示，水桶对地面的压强为1800Pa。求：（取水的密度ρ=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）

(1)如图甲中，水桶对地面的压强；

(2)水桶内水的质量；

(3)提力F的大小。

Answer 1

【答案】(1) 3000Pa (2)27kg (3)154N

【解析】

(1)水桶内水深h=30cm=0.3m，

水对桶底的压强为：p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa，

水桶对地面的压强为：p′=3000Pa+1000Pa=4000Pa;

(2)由p=可得，地面受到水桶的压力大小：F′=p′S=4000Pa×700×104m2=280N，

水和水桶的总重力为：G总=F′=280N，

水桶的重力：G桶=m桶g=1kg×10N/kg=10N，

桶内水的重力：G水=G总G桶=280N10N=270N,

桶内水的质量：m水===27kg;

(3)当小明用竖直向上的力F提水桶时水桶对地面的压强为p″=1800Pa，

则此时桶对地面的压力：F″=p″S=1800Pa×700×104m2=126N，

所以此时拉力：F=G总F″=280N126N=154N.