问题补充:
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800Pa.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取10N/kg)则下列选项正确的是A.F的大小为140NB.水桶内水的质量为25.6kgC.F的大小为154ND.水桶内水的质量为28kg
答案:
AB
解析分析:(1)已知水桶内的水深,可利用液体液体压强公式p=ρgh求出水对桶底的压强,又已知水对水桶底地压强比水桶对地面得压强小800Pa,可求出桶放在水平地面上时桶对水平地面的压强,再利用压强公式p=求出,桶对地面的压力,即可得水和桶的总重力,又可得水和桶的总质量,已知桶的质量,即可求得水的质量;
(2)当小明用竖直向上的力F提水桶时,如图乙所示,已知水桶对地面的压强为1800Pa,可求出此时桶对地面的压力,即可求出拉力F.
解答:(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,
水桶对地面的压强为:
p′=3000Pa+800Pa=3800Pa,
由p=可得,地面受到水桶的压力大小:
F′=p′S=3800Pa×700×10-4m2=266N,
水和水桶的总重力为:
G总=F′=266N,
水和水桶的总质量为:
m总===26.6kg,
水的质量为:
m水=m总-m桶=26.6kg-1kg=25.6kg,故B正确,D不正确;
(2)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″=266N-126N=140N,故A正确,C不正确.
故选AB.
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,本题的突破点是用液体液体压强公式能求出水对桶底的压强,进而解决此题.
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800Pa.当小明用竖直向上