如图所示,水箱A中水始终保持50厘米的深度,箱底有一小孔,水通过小孔流入水箱B.小孔的横截面积为1.5厘米2,孔下的塞子固定在杠杆的a点上,当杠杆处于水平时恰好堵住小孔.O点为杠杆转轴,Ob长30厘米,Oa长10厘米,体积为75厘米3的空心浮球固定于b端.杠杆、浮球及塞子所受的重力均很小,可忽略不计.求浮球浸入水中的体积至少是多大时,才能使水箱A中的水不流入B中?
网友回答
解:液体对杆在a处的压力为:Fa=ρghs
液体对小球的浮力为:F浮=ρgV排
使水箱A中的水不流入B中的条件是:F浮=Fa
即:ρgV排=ρghs
V排=hs=0.5m×1.5×10-4m2×=25×10-6m3=25cm3<75cm3;
答:浮球浸入水中的体积至少是25cm3才能使水箱A中的水不流入B中.
解析分析:已知水箱A中水的深度,根据公式P=ρgh可求水对a处产生的压强,根据公式F=PS可求a处受到的压力,根据公式F浮=ρgV排可求浮球受到的浮力;根据杠杆的平衡条件可求使水箱A中的水不流入B中的条件.
点评:本题考查液体压强和浮力公式的应用以及排开水的体积的计算,关键是对物体进行受力分析,根据杠杆的平衡条件找出其中的等量关系.