Question

如图所示的水桶，质量为2kg，底面积为500cm2，高50cm．将此水桶放在水平地面上，向水桶内倒入30kg的水，

如图所示的水桶，质量为2kg，底面积为500cm2，高50cm．将此水桶放在水平地面上，向水桶内倒入30kg的水，此时水面到桶底的距离为40cm．当小明用竖直向上的力F提水桶，但没有提起来时，水桶对地面的压强减小3000Pa．（g=10N/kg）求：（1）F的大小为多少？（2）提水桶前，水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小多少？（3）提水桶后，水对水桶底的压强比水桶对地面的压强大多少？

Answer 1

（1）拉力F的大小为：
F=△ps=3000Pa×500×10^-4m²=150N；
（2）水对水桶底的压强：
p_水=ρ_水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.4m=4000Pa，
水桶对地面的压强：
p_地=

F

s

=

G

s

=

(m桶+m水)g

s

=

( 2kg+30kg)×10N/kg

500×10?4m2

=6400Pa，
所以提水桶前，水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小：
p_地-p_水=6400Pa-4000Pa=2400Pa；
（3）提水桶后，水桶对地面的压强：
P_地′=p_地-3000Pa=3400Pa，
水对水桶底的压强比水桶对地面的压强大：
P_地′-p_水=4000Pa-3400Pa=600Pa．
答：（1）F的大小为150N；
（2）提水桶前，水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小2400Pa；
（3）提水桶后，水对水桶底的压强比水桶对地面的压强大600Pa．