Question

植树节里，小红同学用水桶提了15kg的水给刚种的树苗浇水，已知桶自身的质量为1kg，桶中水的深度h为30cm，取g=10N/kg．求：
（1）水对桶底的压强是多大？
（2）小红家有两只水桶，容积完全相同，但提手形状不同，分别如图甲乙所示．你会建议小红使用哪只提手的水桶，并说出你建议的理由．
（3）如果小红提水时，手的受力面积为1.0×10^-3m²，则人手受到的压强是多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道桶内水的深度和水的密度，可利用液体压强公式P=ρgh计算出水对桶底的压强．
（2）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强；在受力面积一定时，减小压力来减小压强．
（3）知道水和桶的质量，可计算出水和桶的总质量，可利用重力公式G=mg计算出水和桶的总重力，而手受到的压力等于水和桶的总重力，又知道受力面积，利用压强公式P=计算出手受到的压强．
解答：解：
（1）∵ρ=1.0×10³kg/m³，h=30cm=0.3m，g=10N/kg，
∴水对桶底的压强为：P=ρgh=1.0×10³kg/m³×0.3m×10N/kg=3000Pa．
答：水对桶底的压强是3000Pa．
（2）从图可知，乙桶提手处受力面积大，在压力一定时，受力面积越大压强越小，因此水桶对手的压强小，手提水桶时会比较舒服，所以应使用乙水桶．
（3）∵水和桶的总质量为：m=m_水+m_桶=15kg+1kg=16kg，
∴水和桶的总重力为：G=mg=16kg×10N/kg=160N，
则手受到的压力为：F=G=160N，
又∵S=1.0×10^-3m²，
∴手受到的压强为：p′===1.6×10⁵Pa．
答：人手受到的压强是1.6×10⁵Pa．
点评：此题主要考查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液体压强的计算，综合性很强，在计算时要注意统一使用国际制单位．