Question

11．如图，甲中的A、B是两只用同种材料制成的容积都是1.5×10^-2m³，质量都是1kg的水桶（g取10N/kg）
（1）在进行卫生大扫除时，你会选用哪只桶来提水？请说明理由；
（2）如图乙提水时，如果提手与手的接触面积为1×10^-3m²，则手受到的压强是多少．
（3）若水桶是由密度为2.5×10³kg/m³的材料制成，求人在水池中提水桶时（水桶完全浸没在水中）的压力多大？

Answer 1

分析 （1）由于压强的大小既与压力大小有关，又与受力面积的大小有关，因此应用控制变量法减小压强的途径通常有两种：一是在受力面积一定时，减小压力的大小；二是在压力大小一定时，增大受力面积；
（2）水桶对水的压力等于水和桶的重力之和，又知道提手与手的接触面积，根据密度公式求出手受到的压强；
（3）根据F=G-F_浮计算得出．

解答 解：（1）选A桶比较恰当，在压力一定时，A桶提手处受力面积大，水桶对手的压强小，手提水桶时会比较舒服；
（2）手受到的压力：
F=G_水+m_桶g=150N+1kg×10N/kg=160N，
手受到的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{160N}{1×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.6×10⁵Pa．
（3）水桶的重力G=mg=1kg×10N/kg=10N
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水桶的体积V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{1kg}{2.5×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=4×10^-4m³；
水桶完全浸没在水中所受浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×4×10^-4m³=4N；
拉力F=G-F_浮=10N-4N=6N．
答：（1）选A桶来提水，因为A桶的提手较宽，受力面积大，压强小；
（2）手受到的压强是1.6×10⁵Pa；
（3）人在水池中提水桶时（水桶完全浸没在水中）的拉力为6N．

点评 本题主要考查学生对减小压强的方法及其应用的理解和掌握，同时考查了质量、重力和压强及浮力大小的计算，还涉及到了浮力、重力和拉力的关系，综合性很强，在计算时要注意统一使用国际制单位．