如图甲所示，有一个质量为1kg的水桶放在水平地面上，里面装有质量为6kg的水，此时水桶对地面的压强为7.0×103Pa．有一名质量为50kg的中学生单独站在地面上时对地的压强为1.25×104Pa；现在他

Question

如图甲所示，有一个质量为1kg的水桶放在水平地面上，里面装有质量为6kg的水，此时水桶对地面的压强为7.0×10³Pa．有一名质量为50kg的中学生单独站在地面上时对地的压强为1.25×10⁴Pa；现在他用50N的力竖直向上提拉水桶（如图乙所示），请问：
（1）此时中学生双脚对地的压强为多少？
（2）水桶对地的压强为多少？（g=10N/kg）

Answer 1

（1）G_人=m_人g=50kg×10N/kg=500N；
则人双脚站立时F=G=500N；
则根据p=(F)/(S)可得：双脚站立时的受力面积S_人=(F人)/(p人)=(500N)/(1.25×104Pa)=4×10^-2m²，
当小明用竖直向上的力F提水桶时，则F_压=G+F=500N+50N=550N，
∴中学生双脚对地的压强p_人′=(F压)/(S人)=(550N)/(4×10−2m2)=1.375×10⁴Pa；
（2）G_水和桶=（m_水+m_桶）g=（6kg+1kg）×10N/kg=70N；
水桶放在地面上时F_桶=G_水和桶=70N；
则根据p=(F)/(S)可得：桶底的受力面积S_桶=(F桶)/(p桶)=(70N)/(7×103Pa)=1×10^-2m²，
当小明用竖直向上的力F提水桶时，则水桶对地面的压力F_压′=G_桶-F=70N-50N=20N，
水桶对地面的压强p_桶′=(F压′)/(S桶)=(20N)/(1×10−2m2)=2×10³Pa．
答：（1）此时中学生双脚对地的压强为1.375×10⁴Pa；
（2）水桶对地的压强为2×10³Pa．