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?
网友回答
解:(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=====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.
解析分析:(1)已知压强的变化量和水桶的底面积,根据F=ps求出压力的变化量,即为拉力的大小.(2)根据液体压强公式求出水对桶底的压强;水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出压强,根据压强公式求出提水桶前对地面的压强,进一步求出两者之差;(3)先根据题意求出提水桶后对地面的压强,再求出水对水桶底的压强比水桶对地面的压强大多少.
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.难点是找到解本题的突破点,本题的突破点是根据对地压强的变化量求出拉力的大小,进而解决此题.