Question

如图所示，小明在距楼道口5m的停车处肩扛一桶纯净水从一楼上到三楼．已知桶内水的质量为15kg，空桶质量为0.5kg，扛水时，肩的受力面积为1×10^-3m²，每层楼高为3m．求：（g取10N/kg）
（1）纯净水桶中水的体积；
（2）扛水时，小张肩受到的压强；
（3）小张从一楼上到三楼所做的有用功．

Answer 1

解：（1）纯净水桶中水的体积：
V===1.5×10^-2m³．
（2）一桶纯净水总重：
G=（m_水+m_桶）g=（15kg+0.5kg）×10N/kg=155N
扛水时，人肩受到的压力等于一桶纯净水的总重，即F=G
所以人肩受到的压强：
P====1.55×10⁵Pa．
（3）克服水的重力，小张所做的有用功：
W=G_水h=m_水gh=15kg×10N/kg×3m×2=900J．
答：（1）纯净水桶中水的体积为1.5×10^-2m³；
（2）扛水时，小张肩受到的压强为1.55×10⁵Pa；
（3）小张从一楼上到三楼所做的有用功为900J．
分析：（1）根据桶内水的质量和水的密度，利用V=可求出水桶中水的体积；
（2）根据G=mg可求出一桶纯净水总重，扛水时，人肩受到的压力等于一桶纯净水的总重，即F=G，再利用P=可求出小张肩受到的压强；
（3）要求有用功，要首先判断做功的目的是什么．此题目的是提水，所以克服水的重力做的功是有用功．
点评：此题考查的是密度公式的应用、重力的计算、液体压强的计算方法，以及压力的计算，计算过程注意单位的换算问题．