题目内容

【题目】一个厚度不计的圆柱形水桶重20N,底面积为100cm2,盛上80N的水后把它放在水平桌面上,

(1)此时水桶对地面的压强为多大?

(2)桶的侧壁上有一个小阀门A,它能承受的水的压强最大为7×103Pa,当A距水面多深时,它将被水冲开?

(3)现在向上提水桶,使水桶对地面的压强变为4×103Pa,则提力有多大?(在方框中画出此时小桶的受力示意图)

【答案】(1)1×104Pa;(2)0.7m;(3)60N

【解析】

解:(1)水桶对地面的压力等于桶和水的总重力:

F=G=G+G=80N+20N=100N,

水桶对地面的压强:

(2)由p=ρgh可得,水的深度:

即当A距水面0.7m时,它将被水冲开;

(3)向上提水桶时,水桶受到竖直向下水的压力F和桶的重力G以及竖直向上的提力F和地面的支持力F支持的作用,受力示意图如下图所示:

可得,此时水桶对地面的压力:

因水桶对地面的压力和地面对水桶的支持力是一对相互作用力,所以,F支持=F′=40N,

水桶为圆柱形,则水对桶底的压力和水的重力相等,即F=G=80N,

由力的平衡条件可得:

F支持+F=F+G

则提力的大小:

F=F+G﹣F支持=80N+20N﹣40N=60N。

答:(1)此时水桶对地面的压强为1×104Pa;

(2)当A距水面0.7m时,它将被水冲开;

(3)现在向上提水桶,使水桶对地面的压强变为4×103Pa,则提力为60N,此时小桶的受力示意图如上图所示。

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