Question

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

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，则拉力F为

 

牛．（g取10N/kg）

Answer 1

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=

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p_地
求：拉力F
解：由ρ=

m

V

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=

2

3

p_地，
∴p_地=

3

2

p_水=

3

2

×1800Pa=2700Pa，
∵p=

F

S

，
∴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．
故答案为：1.9．

点评：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“水对水桶底的压强等于水桶底对水平面压强的

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”是关键．