Question

17．如图所示的平底水桶底面积为5×10^-2m²，质量为1kg．桶内装有50cm深的水，放在水平地面上，水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N．（g取10N/kg）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）水桶内水的质量．

Answer 1

分析 （1）根据p=ρgh可求得水对桶底的压强；
（2）利用p=$\frac{F}{S}$变形可求得水对桶底的压力；
（3）根据水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N，即可求出水桶对地面的压力；
（4）桶对地面的压力等于桶和水的总重力，求出桶和水的总质量，则可求得桶内水的质量．

解答 解：（1）水桶内水深h=50cm0.5m，
水对桶底的压强为：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.5m=5×10³Pa；
（2）由p=$\frac{F}{S}$可得，水对桶底的压力F=pS=5×10³Pa×5×10^-2m²=250N；
（3）地面受到水桶的压力大小
      F′=F+40N=250N+40N=290N；
（4）水和水桶的总重力为：G_总=F′=290N；
水和水桶的总质量为：m_总=$\frac{{G}_{总}}{g}$=$\frac{290N}{10N/kg}$=29kg；
水的质量为：m_水=m_总-m_桶=29kg-1kg=28kg；
答：（1）水对桶底的压强为5×10³Pa；  
（2）水对桶底的压力为250N；
（3）水桶对地面的压力为290N； 
（4）水桶内水的质量为28kg．

点评 本题是一道关于液体压强、固体压强、质量、重力以及力的合成的综合题，在解题时应认真分析所用到的物理知识．