Question

如图甲中的A、B是两只用同种材料制成的体积都是1.5×10^-2m³、质量都是1kg的桶．
（1）在搞卫生时，你会选用哪只桶来提水，请说明理由．
（2）一桶水的重力G_水=？
（3）如图乙将一桶水匀速提离地面0.2m，对水做了多少功？
（4）如图乙提水时，如果提手与手的接触面积为1×10^-3m²，则手受到的压强是多大？（g取10N/kg）

Answer 1

解：（1）选用A桶．
理由：在压力（压力大小等于水的重力）大小一定时，受力面积越大，压强越小，手的疼痛感越小．
（2）水的体积V=1.5×10^-2m³，水的密度ρ=1.0×10³kg/m³，水的质量为：
m_水=ρV=1.5×10^-2m³×1.0×10³kg/m³=15kg
一桶水的重力G_水=m_水g=15kg×10N/kg=150N；
（3）手对水的提力与水的重力大小相等：F=G_水=150N
水在提力的方向上移动的距离与水桶升高的距离相等：s=h=0.2m
手对水做功：W=Fs=150N×0.2m=30J；
（4）水桶的重力G_桶=m_桶g=1kg×10N/kg=10N
提手对水的压力F_压=G_桶+G_水=150N+10N=160N
手的受力面积S=1×10^-3m²
手受到的压强是p===1.6×10⁵Pa；
答：（1）在搞卫生时，应选用A桶来提水．
理由是：在压力（压力大小等于水的重力）大小一定时，受力面积越大，压强越小，手的疼痛感越小．
（2）一桶水的重力为150N．
（3）如图乙将一桶水匀速提离地面0.2m，对水做功30J．
（4）如图乙提水时，手受到的压强是1.6×10⁵Pa．
分析：本题主要考查以下几个知识点：（1）由于压强的大小既与压力大小有关，又与受力面积的大小有关，因此应用控制变量法减小压强的途径通常有两种：一是在受力面积一定时，减小压力的大小；二是在压力大小一定时，增大受力面积．
（2）重力的计算方法：先根据密度公式求出一桶水的质量；再根据重力公式G=mg求出水的重力．
（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．
（4）压强的计算方法：先找出压力的大小，再找出受力面积的大小，根据公式p=计算压强的大小．
点评：本题是一道关于压力、压强、功的综合计算题，在解题时应认真分析．