Question

初三物理 求详细解答

(2011威海)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）因为，当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被敞开，而此时，水深为H=0.5m
所以，当水箱中水深低于0.5m时，盖片B又自动关上。

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”

追问

第三问为什么有的是0.425米?

追答

我想，根据题意，0.425米是没有没有依据的。有可能是数值计算有误吧~~~

追问

很多地方的答案都是0.425米

追答

哦哦，正是由于你多次追问，我再次仔细审题，第三问的确有问题，现在修正如下： （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) 谢谢提问者多次追问，才使错误得以修正~~~~

Answer 2

A受三个力，重力，浮力和杆的拉力。而杆的拉力等于B受的压力。
虽然浮筒所受浮力大于重力，但A还受杆的拉力；就像氢气球虽然受浮力大于重力，但用手拉它时，依然可以下沉。

Answer 3

黑眼圈琦琦，追问得好好傻啊，呵呵