Question

如圖所示．將底面積為30cm²，重為2N的平底薄壁水桶放在水平桌面上，水桶內裝有體積為800cm³，深18cm的水．當用豎直向上的拉力F拉水桶時，水對水桶底的壓強等于水桶底對水平面壓強的

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，則拉力F為

 

牛．（g取10N/kg）

Answer 1

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，進一步求出水和桶的總重力；根據壓強公式求出水對容器底的壓強，根據題意得出水桶對地面的壓強，利用F=pS求出桶對地面的壓力；對桶受力分析可知桶受到的重力等于受到的拉力和支持力之和，利用平衡條件得出等式即可求出拉力的大小．

解答：已知：S=30cm²=3×10^-3m²，V=800cm³=8×10^-4m³，h=18cm=0.18m，g=10N/kg，ρ=1.0×10³kg/m³，p_水=

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p_地
求：拉力F
解：由ρ=

m

V

可得，水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×8×10^-4m³=0.8kg，
水和桶的總重力：
G=G_桶+G_水=2N+0.8kg×10N/kg=10N，
水對桶底的壓強：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.18m=1800Pa，
∵p_水=

2

3

p_地，
∴p_地=

3

2

p_水=

3

2

×1800Pa=2700Pa，
∵p=

F

S

，
∴桶對地面的壓力：
F_壓=p_地S=2700Pa×3×10^-3m²=8.1N，
∵桶對地面的壓力和地面對桶的支持力是一對相互作用力，
∴F_支=F_壓=8.1N，
對桶受力分析可知，桶受到的重力等于受到的拉力和支持力之和，
∵桶靜止，處于平衡狀態，
∴拉力F=G-F_支=10N-8.1N=1.9N．
故答案為：1.9．

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“水對水桶底的壓強等于水桶底對水平面壓強的

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”是關鍵．