Question

【題目】一個厚度不計的圓柱形水桶重20N，底面積為100cm2，盛上80N的水后把它放在水平桌面上，

（1）此時水桶對地面的壓強(qiáng)為多大？

（2）桶的側(cè)壁上有一個小閥門A，它能承受的水的壓強(qiáng)最大為7×103Pa，當(dāng)A距水面多深時，它將被水沖開？

（3）現(xiàn)在向上提水桶，使水桶對地面的壓強(qiáng)變?yōu)?/span>4×103Pa，則提力有多大？（在方框中畫出此時小桶的受力示意圖）

Answer 1

【答案】（1）1×104Pa；（2）0.7m；（3）60N 。

【解析】

解：（1）水桶對地面的壓力等于桶和水的總重力：

F=G總=G水+G桶=80N+20N=100N，

水桶對地面的壓強(qiáng)：；

（2）由p=ρgh可得，水的深度：，

即當(dāng)A距水面0.7m時，它將被水沖開；

（3）向上提水桶時，水桶受到豎直向下水的壓力F水和桶的重力G桶以及豎直向上的提力F提和地面的支持力F支持的作用，受力示意圖如下圖所示：

由可得，此時水桶對地面的壓力：，

因水桶對地面的壓力和地面對水桶的支持力是一對相互作用力，所以，F支持=F′=40N，

水桶為圓柱形，則水對桶底的壓力和水的重力相等，即F水=G水=80N，

由力的平衡條件可得：

F支持+F提=F水+G桶，

則提力的大小：

F提=F水+G桶﹣F支持=80N+20N﹣40N=60N。

答：（1）此時水桶對地面的壓強(qiáng)為1×104Pa；

（2）當(dāng)A距水面0.7m時，它將被水沖開；

（3）現(xiàn)在向上提水桶，使水桶對地面的壓強(qiáng)變?yōu)?/span>4×103Pa，則提力為60N，此時小桶的受力示意圖如上圖所示。