Question

质量为1kg的平底空水桶，底面积为700cm2．水桶内装有30cm深的水，放在水平地面上，如图甲所示，水对水桶

质量为1kg的平底空水桶，底面积为700cm2．水桶内装有30cm深的水，放在水平地面上，如图甲所示，水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1000Pa．当小明用竖直向上的力F提水桶，但没有提起来时，如图乙所示，水桶对地面的压强为1800Pa．g=10N/kg，求：（1）水对桶底的压强；（2）桶内水的重力；（3）F的大小．

Answer 1

（1）水桶内水深h=30cm=0.3m，
水对桶底的压强为：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.3m=3000Pa；
（2）水桶对地面的压强为：
p′=3000Pa+1000Pa=4000Pa，
由p=

F

S

可得，地面受到水桶的压力大小：
F′=p′S=4000Pa×700×10^-4m²=280N，
水和水桶的总重力为：
G_总=F′=280N，
水桶的重力：
G_桶=m_桶g=1kg×10N/kg=10N，
桶内水的重力：
G_水=G_总-G_桶=280N-10N=270N；
（3）当小明用竖直向上的力F提水桶时水桶对地面的压强为p″=1800Pa，
则此时桶对地面的压力：
F″=p″S=1800Pa×700×10^-4m²=126N，
所以此时拉力：
F=G_总-F″=280N-126N=154N．
答：（1）水对桶底的压强为3000Pa；
（2）桶内水的重力为270N；
（3）F的大小为154N．