如图为某厕所自动冲水装置,浮筒A是边长为20cm的正方体,质量为3kg,盖片B的表面积为80cm2,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恰好浸没浮筒A

如图为某厕所自动冲水装置,浮筒A是边长为20cm的正方体,质量为3kg,盖片B的表面积为80cm2,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恰好浸没浮筒A时,盖片B被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所.(g取10N/kg)

(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)盖片B的质量是多少?
(3)当水箱的水有多深时,盖片将自动合上?
物理人气:434 ℃时间:2019-12-05 14:27:42
优质解答
(1)P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa,
FB=PSB=5×103Pa×80×10-4m2=40N;
答:水对盖片B的压力是40N.
(2)浮筒A所受的浮力FAgVA=1000kg/m3×10N/kg×0.23m3=80N.
根据题意有FA=mAg+mBg+FB
所以盖片B的质量是mB=
FA浮FmAg
g
=
80N−40N−3kg×10N/kg
10N/kg
=1kg,
答:盖片B的质量是1kg;
(3)设浮筒A浸入水中的深度为h时盖片自动盖住管口,
则此时A受到的浮力为:FA浮′=ρgVA排=0.04m2•ρgh,
根据题意有:FA浮′=mAg+mBg,
即:0.04m2•ρgh=mAg+mBg,
∴h=
mA+mB
0.04m2×1×103kg/m3
=
3kg+1kg
0.04m2×1×103kg/m3
=0.1m=10cm,
水深为30cm+10cm=40cm.
答:当水箱中的水深40cm时,盖片B又自动关上.
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