Question

4．如圖甲中的A、B是兩只用同種材料制成的容積都是1.5×10^-2m³、質(zhì)量都是1kg的桶．（g取10N/kg）
（1）在搞衛(wèi)生時(shí)，你會(huì)選用哪只桶來提水，請(qǐng)說明理由．
（2）一桶水的重力G_水是多少？
（3）如圖乙，小敏將將一桶水勻速提離地面0.2m，又沿水平方向行走了10m，在這個(gè)過程中，她用桶提水共做了多少功？
（4）如圖乙，小敏提水時(shí)，如果提手與手的接觸面積為2×10^-3m²，則手受到的壓強(qiáng)是多大？

Answer 1

分析 （1）由于壓強(qiáng)的大小既與壓力大小有關(guān)，又與受力面積的大小有關(guān)，因此應(yīng)用控制變量法減小壓強(qiáng)的途徑通常有兩種：一是在受力面積一定時(shí)，減小壓力的大小；二是在壓力大小一定時(shí)，增大受力面積．
（2）重力的計(jì)算方法：先根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$求出一桶水的質(zhì)量；再根據(jù)重力公式G=mg求出水的重力．
（3）做功的兩要素：功等于作用在物體上的力合物體在力的方向通過的距離的乘積．
（4）壓強(qiáng)的計(jì)算方法：先找出壓力的大小，再找出受力面積的大小，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$計(jì)算壓強(qiáng)的大�。�

解答 解：
（1）選用A桶．
理由：在壓力（壓力大小等于水的重力）大小一定時(shí)，受力面積越大，壓強(qiáng)越小，手的疼痛感越��；
（2）水的體積V=1.5×10^-2m³，水的密度ρ=1.0×10³kg/m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的質(zhì)量為：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）手對(duì)水的提力與水的重力大小相等：F=G_水=150N
水在提力的方向上移動(dòng)的距離與水桶升高的距離相等：s=h=0.2m
手對(duì)水做功：W=Fs=150N×0.2m=30J；沿水平方向行走過程中，對(duì)水桶的力方向向上，水桶在水平方向上移動(dòng)距離，提力不做功；
（4）水桶的重力G_桶=m_桶g=1kg×10N/kg=10N
提手對(duì)水的壓力F_壓=G_桶+G_水=150N+10N=160N
手的受力面積S=2×10^-3m²
手受到的壓強(qiáng)是p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{160N}{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=0.8×10⁵Pa；
答：（1）在搞衛(wèi)生時(shí)，應(yīng)選用A桶來提水．
理由是：在壓力（壓力大小等于水的重力）大小一定時(shí)，受力面積越大，壓強(qiáng)越小，手的疼痛感越小．
（2）一桶水的重力為150N．
（3）如圖乙將一桶水勻速提離地面0.2m，對(duì)水做功30J．
（4）如圖乙提水時(shí)，手受到的壓強(qiáng)是0.8×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道關(guān)于壓力、壓強(qiáng)、功的綜合計(jì)算題，在解題時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析，選擇合適的公式計(jì)算．