Question

7．为了给刚刚栽上的树苗浇水，同学们到市场上去购买水桶，结果他们发现了如图中的A、B两种水桶，经查看与测量得知，它们是用同种材料制成的，自身质量都是1kg，容积都是15L．
（1）请问购买哪种水桶比较好？并说明你选择的理由．
（2）已知提水使手的受力面积为1×10^-3m²，提起一满桶水时，手受到的压强是多少？
（3）如图所示，若将这一满桶水匀速提离地面0.2m，并在水平地面上匀速行走20m，人共做了多少功？（取g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）从减小压强的方法及其应用去解答此题．
（2）知道水的体积，利用密度公式求水的质量，求出水和桶的总质量，利用重力公式求水和桶的总重；而手受到的压力等于水和桶的总重，又知道受力面积，利用压强公式求手受到的压强．
（3）做功的两要素：功等于作用在物体上的力合物体在力的方向通过的距离的乘积．

解答 解：（1）选A桶比较恰当，因为A桶把手较粗，提水时与手的接触面积比较大，压强较小；
（2）桶重G=mg=1kg×10N/kg=10N，
桶内水重G_水=ρ_水Vg=1.0×10³kg/m³×15×10^-3m³×10N/kg=150N，
手所受到的压力F=G+G_水=10N+150N=160N
手所受到的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{160N\;}{1×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.6×10⁵Pa；
（3）一满桶水匀速提离地面时，人所做的功：
W=（G+G_水）h=（10N+150N）×0.2m=32J，
沿水平方向行走过程中，对水桶的力方向向上，水桶在水平方向上移动距离，提力不做功，
所以，人共做了32J的功．
答：（1）选A桶较恰当，手受到压强小；
（2）提起一满桶水时手受到的压强为1.6×10⁵Pa；
（3）人做的功为32J．

点评 本题考查了学生对减小压强的方法及其应用的理解和掌握，同时考查了压强的大小及其计算和做功的计算，综合性很强．在计算时要注意统一使用国际制单位．