Question

5．如图，水桶的底面积为500cm²，重为10N；现倒入14kg的水，桶内水的高度为30cm，放在水平地面上，求：
（1）水对桶底的压强
（2）水对桶底的压力
（3）水桶对地面的压力
（4）水桶对地面的压强（g取10N/Kg）

Answer 1

分析 （1）知道桶内水深和水的密度，利用液体压强公式求水对桶底的压强；
（2）又知道桶的底面积，利用压强定义式水对桶底的压力；
（3）求出水和桶的总重，因在水平地面上，也就得出对地面的压力；
（4）知道桶的底面积，利用压强定义式p=$\frac{F}{S}$求桶对地面的压强．

解答 解：由题知，S_底=500cm²=5×10^-2m²，G_桶=10N，m_水=14kg，h=30cm=0.3m，
（1）水对桶底的压强：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.3m=3000Pa；
（2）由p=$\frac{F}{S}$可得，水对桶底的压力：
F=pS=3000Pa×5×10^-2m²=150N；
（3）桶内水的重：
G_水=m_水g=14kg×10N/kg=140N，
由于水桶在水平地面上，则水桶对地面的压力：
F′=G_桶+G_水=10N+140N=150N，
（4）水桶对地面的压强：
p′=$\frac{F′}{S}$=$\frac{150N}{5×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=3000Pa．
答：（1）水对桶底的压强为3000Pa；
（2）水对桶底的压力为150N：
（3）水桶对地面的压力为150N；
（4）水桶对地面的压强3000Pa．

点评 本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用，对于不规则的容器，要先计算水对容器底的压强p=ρgh、再计算水对容器底的压力F=pS；容器对桌面，先计算容器对地面的压力F=G、再计算容器对地面的压强p=$\frac{F}{S}$．