如图所示是某公共厕所的自动冲水装置.浮筒A是边长为20cm的正方体,盖片B的面积为80cm2(盖片B质量、厚度不计),连接AB的是长为30cm,体积和质量都不计的硬杆

发布时间:2020-08-09 01:38:34

如图所示是某公共厕所的自动冲水装置.浮筒A是边长为20cm的正方体,盖片B的面积为80cm2(盖片B质量、厚度不计),连接AB的是长为30cm,体积和质量都不计的硬杆.当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,盖片B被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所.
(1)浮筒A浸没时受到的浮力有多大?
(2)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水对盖片B的压力是多少?
(3)浮筒A的质量是多少?

网友回答

解:(1)V=0.2m×0.2m×0.2m=0.008m3,
当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时.V排=V,
浮筒A浸没时受到的浮力F浮A=ρgV排=1000kg/m3×9.8N/kg×0.008m3=78.4N.
答:浮筒A浸没时受到的浮力有78.4N.
(2)P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.5m=4.9×103Pa,
F压=PSB=4.9×103Pa×80×10-4m2=39.2N.
答:水对盖片B的压力是39.2N.
(3)由(1)得浮筒A所受的浮力F浮A=78.4N.
根据题意有F浮A=mAg+mBg+FB,因为盖片B的质量忽略不计,
所以mA===4kg,
答:浮筒A的质量是4kg.
解析分析:(1)由浮筒A是边长为20cm的正方体可求出其体积,当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时,根据F浮=ρgV排即可求出浮筒A浸没时受到的浮力.
(2)当水箱的水刚好浸没浮筒A时,水的深度为浮筒边长和AB长的和,可利用P=ρ水gh计算出水对盖片B的压强,再利用公式F=PS算出水对盖片B的压力.
(3)当浮筒A受到浮力等于A的重力、B的重力的和时,盖片B会自动关上.可设出浮筒A浸入水中的深度,利用浮筒A受到浮力等于A的重力、B的重力的和的等量关系求出水的深度.

点评:本题考查压力、质量、浮力、深度以及液体压强的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对物体受力的分析和水箱中水的深度的计算.
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