如图所示.将底面积为30cm2,重为2N的平底薄壁水桶放在水平桌面上,水桶内装有体积为800cm3,深18cm的水.当用竖直向上的拉力F拉水桶时,水对水桶底的压强等于水桶底对水平面压强的,则拉力F为________牛.(g取10N/kg)
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1.9
解析分析:知道桶内水的体积、水的密度,利用密度公式求水的质量,进一步求出水和桶的总重力;根据压强公式求出水对容器底的压强,根据题意得出水桶对地面的压强,利用F=pS求出桶对地面的压力;对桶受力分析可知桶受到的重力等于受到的拉力和支持力之和,利用平衡条件得出等式即可求出拉力的大小.
解答:已知:S=30cm2=3×10-3m2,V=800cm3=8×10-4m3,h=18cm=0.18m,g=10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3,p水=p地
求:拉力F
解:由ρ=可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×8×10-4m3=0.8kg,
水和桶的总重力:
G=G桶+G水=2N+0.8kg×10N/kg=10N,
水对桶底的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1800Pa,
∵p水=p地,
∴p地=p水=×1800Pa=2700Pa,
∵p=,
∴桶对地面的压力:
F压=p地S=2700Pa×3×10-3m2=8.1N,
∵桶对地面的压力和地面对桶的支持力是一对相互作用力,
∴F支=F压=8.1N,
对桶受力分析可知,桶受到的重力等于受到的拉力和支持力之和,
∵桶静止,处于平衡状态,
∴拉力F=G-F支=10N-8.1N=1.9N.
故