如图所示,质量是2kg的平底水桶底面积为400cm2,放在水平地面上,桶内装有50cm深、体积是30dm3的水.小萍同学用竖直向上的力F提水桶,但是没有提起来.这时,如果水对桶底的压强和桶对地面的压强相等.小萍同学提水桶的力F=______N.(g=10N/kg)

问题描述:

如图所示,质量是2kg的平底水桶底面积为400cm2,放在水平地面上,桶内装有50cm深、体积是30dm3的水.小萍同学用竖直向上的力F提水桶,但是没有提起来.这时,如果水对桶底的压强和桶对地面的压强相等.小萍同学提水桶的力F=______N.(g=10N/kg)

水的体积:
V=30dm3=30×10-3m3
水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×30×10-3m3=30kg,
水深h=50cm=0.5m,
底面积s=400cm2=400×10-4m2
∵p=

F
s

∴水对桶底的压力:
F=ps=ρghs=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m×400×10-4m2=200N.
∵水对桶底的压强和桶对地面的压强相等,受力面积相同,
∴桶对地面的压力等于水对桶底的压力,
∴桶对地面的压力:
F=200N,
小萍同学提水桶的力:
F=G+G-F=2kg×10N/kg+30kg×10N/kg-200N=120N.
故答案为:120.
答案解析:知道桶内水的体积、水的密度,利用密度公式求水的质量;
知道水深和水的密度,利用液体压强公式求水对容器底的压强,又知道容器底面积,利用压强定义式求水对容器底的压力;
知道水对桶底的压强和桶对地面的压强相等,受力面积相同,可知水对桶底的压力和桶对地面的压力相等,而桶对地面的压力等于桶重加上水重再减去拉力,据此求出小萍同学提水桶的力.
考试点:液体的压强的计算;密度公式的应用;重力的计算;压强的大小及其计算.

知识点:本题考查了学生对密度公式、重力公式、压强公式、液体压强公式的掌握和运用,要求灵活运用公式,利用好“水对桶底的压强和桶对地面的压强相等”是关键.