Question

4．為了給剛剛栽上的樹苗澆水，同學(xué)們到市場上去購買水桶，結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)了如圖所示甲、乙兩種水桶，經(jīng)查看與測量得知，它們是用鐵制成的，自身質(zhì)量都是0.8Kg，容積都是10L．
（1）觀察甲、乙兩種水桶，從科學(xué)的角度分析，選甲種水桶比較好．
（2）某同學(xué)用選中的水桶提水，如果提水時手的受力面積為1分米²，水桶離開地面的高度為20厘米，那么他提起一滿桶水時，手受到的壓強是多少帕？桶乙需要鐵的體積為多大？（g取10N/kg，鐵的密度是7.9克/厘米³）

Answer 1

分析 （1）減小壓強的方法：在壓力一定時，增大受力面積來減小壓強；在受力面積一定時，減小壓力來減小壓強．
（2）知道水的體積，利用密度公式求水的質(zhì)量，求出水和桶的總質(zhì)量，利用重力公式求水和桶的總重；而手受到的壓力等于水和桶的總重，又知道受力面積，利用壓強公式求手受到的壓強．
已知桶的質(zhì)量和鐵的密度，利用密度公式變形可求得桶乙需要鐵的體積．

解答 解：（1）選甲桶比較好．甲桶提手處有手柄、受力面積大，在壓力一定時，水桶對手的壓強小，手提水桶時會比較舒服；
（2）桶重G=mg=0.8kg×10N/kg=8N，
桶內(nèi)水的體積V=10L=1×10^-2m³，
重G_水=ρ_水Vg=1.0×10³kg/m³×1×10^-2m³×10N/kg=100N，
手所受到的壓力F=G+G_水=8N+100N=108N，
手所受到的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{108N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1.08×10⁴Pa．
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，
桶的體積V=$\frac{m}{{ρ}_{鐵}}$=$\frac{800g}{7.9g/c{m}^{3}}$≈101.3cm³．
答：（1）甲；
（2）手受到的壓強是1.08×10⁴Pa；桶乙需要鐵的體積為101.3cm³．

點評 本題考查了學(xué)生對減小壓強的方法及其應(yīng)用的理解和掌握，同時考查了壓強的大小的計算和密度公式變形的應(yīng)用，綜合性很強，在計算時要注意統(tǒng)一單位．