Question

初中物理浮力压强综合计算题求解

题目如下下图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的质量为1kg，表面积为80cm2(平方厘米），厚度不计，连接ＡＢ的是长为３０ｃｍ，体积和质量不计的硬杆，当供水管流进水箱的　水刚好浸没浮筒Ａａｈｉ，盖片Ｂ被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所（ｇ取１０Ｎ／ｋｇ）这个图是我用ｗｉｎｄｏｗｓ画图做出的。问题是（１）浮筒Ａ的质量是多少？（２）当水中的谁有多深时，盖片Ｂ又自动关上？请各位高手指点，务必按照物理题解题步骤做，要给出公式的基本式以及推导式。要详细，对得起我给的分。

Answer 1

(1)盖片B受的压强P=ρ水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.5m=5×10³Pa
F 压=PSB=5×10³Pa×8×10ˆ（-3）m²=40N
FA浮=ρ水gV排=1×10³kg/m³×10N/kg×0.008m³=80N
根据题意有 FA浮=GA+GB+ F 压=mAg+mBg+ F 压
解得：mA=3kg
(2)设浮筒在水中的深度为h时盖片自动盖住管口；
此时A受到的浮力F’A浮=ρ水gV排=1×10³kg/m³×10N/kg×0.04m²×h
根据题意有：F’A浮=GA+GB
解得h=0.1m, 则水深为:0.3m+0.1m=0.4m