Question

如图甲所示，有一个质量为1kg的水桶放在水平地面上，里面装有质量为6kg的水，此时水桶对地面的压强为7.0

如图甲所示，有一个质量为1kg的水桶放在水平地面上，里面装有质量为6kg的水，此时水桶对地面的压强为7.0×103Pa．有一名质量为50kg的中学生单独站在地面上时对地的压强为1.25×104Pa；现在他用50N的力竖直向上提拉水桶（如图乙所示），请问：（1）此时中学生双脚对地的压强为多少？（2）水桶对地的压强为多少？（g=10N/kg）

Answer 1

（1）G_人=m_人g=50kg×10N/kg=500N；
则人双脚站立时F=G=500N；
则根据p=

F

S

可得：双脚站立时的受力面积S_人=

F人

p人

=

500N

1.25×104Pa

=4×10^-2m²，
当小明用竖直向上的力F提水桶时，则F_压=G+F=500N+50N=550N，
∴中学生双脚对地的压强p_人′=

F压

S人

=

550N

4×10?2m2

=1.375×10⁴Pa；
（2）G_水和桶=（m_水+m_桶）g=（6kg+1kg）×10N/kg=70N；
水桶放在地面上时F_桶=G_水和桶=70N；
则根据p=

F

S

可得：桶底的受力面积S_桶=

F桶

p桶

=

70N

7×103Pa

=1×10^-2m²，
当小明用竖直向上的力F提水桶时，则水桶对地面的压力F_压′=G_桶-F=70N-50N=20N，
水桶对地面的压强p_桶′=

F压′

S桶

=

20N

1×10?2m2

=2×10³Pa．
答：（1）此时中学生双脚对地的压强为1.375×10⁴Pa；
（2）水桶对地的压强为2×10³Pa．