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  • 如圖為某廁所自動沖水裝置,浮筒A是邊長為20cm的正方體,質(zhì)量為3kg,蓋片B的表面積為80cm2,厚度不計,連接AB的是長為30cm,體積和質(zhì)量都不計的硬桿.當(dāng)供水管流進水箱的水恰好浸沒浮筒A

    如圖為某廁所自動沖水裝置,浮筒A是邊長為20cm的正方體,質(zhì)量為3kg,蓋片B的表面積為80cm2,厚度不計,連接AB的是長為30cm,體積和質(zhì)量都不計的硬桿.當(dāng)供水管流進水箱的水恰好浸沒浮筒A時,蓋片B被拉開,水通過排水管流出沖洗廁所.(g取10N/kg)

    (1)當(dāng)水箱的水剛好浸沒浮筒A時,水對蓋片B的壓力是多少?
    (2)蓋片B的質(zhì)量是多少?
    (3)當(dāng)水箱的水有多深時,蓋片將自動合上?
    物理人氣:222 ℃時間:2019-12-05 14:27:42
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa,
    FB=PSB=5×103Pa×80×10-4m2=40N;
    答:水對蓋片B的壓力是40N.
    (2)浮筒A所受的浮力FAgVA=1000kg/m3×10N/kg×0.23m3=80N.
    根據(jù)題意有FA=mAg+mBg+FB
    所以蓋片B的質(zhì)量是mB=
    FA浮?F?mAg
    g
    =
    80N?40N?3kg×10N/kg
    10N/kg
    =1kg,
    答:蓋片B的質(zhì)量是1kg;
    (3)設(shè)浮筒A浸入水中的深度為h時蓋片自動蓋住管口,
    則此時A受到的浮力為:FA浮′=ρgVA排=0.04m2gh,
    根據(jù)題意有:FA浮′=mAg+mBg,
    即:0.04m2gh=mAg+mBg,
    ∴h=
    mA+mB
    0.04m2×1×103kg/m3
    =
    3kg+1kg
    0.04m2×1×103kg/m3
    =0.1m=10cm,
    水深為30cm+10cm=40cm.
    答:當(dāng)水箱中的水深40cm時,蓋片B又自動關(guān)上.
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