Question

如圖所示的水桶，質(zhì)量為2kg，底面積為500cm²，高50cm．將此水桶放在水平地面上，向水桶內(nèi)倒入30kg的水，此時(shí)水面到桶底的距離為40cm．當(dāng)小明用豎直向上的力F提水桶，但沒(méi)有提起來(lái)時(shí)，水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)減小3000Pa．（g=10N/kg）求：
（1）F的大小為多少？
（2）提水桶前，水對(duì)水桶底的壓強(qiáng)比水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)小多少？
（3）提水桶后，水對(duì)水桶底的壓強(qiáng)比水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)大多少？

Answer 1

分析：（1）已知壓強(qiáng)的變化量和水桶的底面積，根據(jù)F=ps求出壓力的變化量，即為拉力的大�。�
（2）根據(jù)液體壓強(qiáng)公式求出水對(duì)桶底的壓強(qiáng)；水平面上物體的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出壓強(qiáng)，根據(jù)壓強(qiáng)公式求出提水桶前對(duì)地面的壓強(qiáng)，進(jìn)一步求出兩者之差；
（3）先根據(jù)題意求出提水桶后對(duì)地面的壓強(qiáng)，再求出水對(duì)水桶底的壓強(qiáng)比水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)大多少．

解答：解：（1）拉力F的大小為：
F=△ps=3000Pa×500×10^-4m²=150N；
（2）水對(duì)水桶底的壓強(qiáng)：
p_水=ρ_水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.4m=4000Pa，
水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p_地=

F

s

=

G

s

=

(m桶+m水)g

s

=

( 2kg+30kg)×10N/kg

500×10-4m2

=6400Pa，
所以提水桶前，水對(duì)水桶底的壓強(qiáng)比水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)�。�
p_地-p_水=6400Pa-4000Pa=2400Pa；
（3）提水桶后，水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)：
P_地′=p_地-3000Pa=3400Pa，
水對(duì)水桶底的壓強(qiáng)比水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)大：
P_地′-p_水=4000Pa-3400Pa=600Pa．
答：（1）F的大小為150N；
（2）提水桶前，水對(duì)水桶底的壓強(qiáng)比水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)小2400Pa；
（3）提水桶后，水對(duì)水桶底的壓強(qiáng)比水桶對(duì)地面的壓強(qiáng)大600Pa．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道關(guān)于液體壓強(qiáng)、固體壓強(qiáng)、質(zhì)量、重力以及力的合成的綜合題，在解題時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析所用到的物理知識(shí)．難點(diǎn)是找到解本題的突破點(diǎn)，本題的突破點(diǎn)是根據(jù)對(duì)地壓強(qiáng)的變化量求出拉力的大小，進(jìn)而解決此題．