Question

如图，水平地面上分别放有两只底面积相同的水桶，甲桶重10N，乙桶重15N，内底和下底面积都为400cm²，都装有深为40cm深的水，试回答：
（1）______桶更科学，认为科学的桶还有什么不完善的地方，可在图中补画出来．
（2）求出你认为不科学的桶内的水对底部的压强及水的重力．
（3）求出不科学的桶对地面的压力和压强．

Answer 1

解：（1）甲乙两个桶，同样的底面积、同样的水深，乙桶可以装更多的水，所以乙桶更科学；可以在提的地方加一块塑料或橡胶，通过增大受力面积来减小对手的压强；
（2）甲桶内水深：
h=40cm=0.4m，
水对桶底的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.4m=4000Pa，
因为甲桶为圆柱形：
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，
∴桶对桌面的压力：
F=G_桶+G_水=10N+160N=170N，
桶对桌面的压强：
p===4250Pa；
答：（1）乙桶科学，如图所示；
（2）甲桶内的水对底部的压强为4000Pa、水的重力为160N；
（3）甲桶对地面的压力为170N、压强为4250Pa．
分析：（1）同样的底面积、同样的水深，乙桶可以装更多的水；从减小压强方面分析；
（2）知道桶内水深和水的密度，利用液体压强公式求桶对底部的压强；又知道桶底的底面积，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，因为在水平桌面上，也就知道了桶对桌面的压力，又知道桶的底面积，利用压强定义式求p=求杯对水平桌面的压强．
点评：对于圆柱形容器，液体对容器底的压力：F=ps=ρshg=ρvg=mg=G；对于不规则的容器，对容器底的压力和压强，要先计算液体对容器底的压强p=ρgh、再计算液体对容器底的压力F=ps．