Question

初三物理 求详细解答

图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400cm2，高为0.2m，盖片B的面积为60cm2（盖片B的质量，厚度不计）。连接AB是长为0.3m，体积和质量都不计的硬杆。当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被撇开，水通过排水管流出冲洗厕所。（已知水的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg）
请解答下列问题：
（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？
（2）浮筒A的重力是多少？
（3）水箱中水多深时盖片B又自动关上？

*****为什么浮筒A的重力需要用它受的浮力减去盖片B所受的压力？*****
既然他是浮筒 怎么会被浸没？ 还有 盖片被撇开 什么意思 什么是被撇开？

Answer 1

解： （1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水深为：H=h1+h2=0.2+0.3=0.5（m） 此时，B处的压强为：P=ρgH=1000×10×0.5=5000（Pa） 盖片B的面积：S片=60cm²=0.006m² 水对盖片B的压力是：F=PS片=5000×0.006=30（N） （2）S筒=400cm²=0.04m² 因为，当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被敞开 所以，G+F=F浮 G=ρVg-F=ρS筒h1g-F=1000×0.04×0.2×10-30=50（N） （3）设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1'时，盖片B又自动关上，则此时 F浮＝G 即 ρV‘g=G，即ρS筒h1’g=G　　　　 1000×0.04×h1'×10=50 解得：h1'=0.125(m) 所以，水箱中水的深度：H‘=h1'+h2=0.125+0.3=0.425(m) 答：略。 浮筒A的重力需要用它受的浮力减去盖片B所受的压力的原因。 答：将“浮筒A+盖片B”作为整体看，受到竖直向下的重力G（A的重量）、B片受到的水的压力F，还有竖直向上的浮力“F浮”，当这三个力的合力为0时，是开关盖片的临界点。 既然他是浮筒 怎么会被浸没？ ——因为浮筒A下有链接，盖片B可以拉住浮筒。 盖片被撇开 什么意思？什么是被撇开？ ——应该是印刷错误，应该是“敞开”。

Answer 2

（1）P＝ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa

F＝Ps=5000Ps×60×10-4m2=30N

（2）F全浮＝ρ水V全排g=1×103kg/m3×400×10-4m2×0.2m×10N/kg=80N

GA＝F全浮－F＝80N－30N＝50N　　　

（3）设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1时，盖片B又自动关上则F浮＝GA

ρ水V排g=GA　　　　1×103kg/m3×400×10-4m2×h1×10N/kg=50N

h1=0.125m 水箱中水的深度h2=0.125m+0.3m=0.425m