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《廁所自動(dòng)沖水裝置》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、如圖為某廁所自動(dòng)沖水裝置，浮筒A是邊長為20cm的正方體，質(zhì)量為3kg，蓋片B的表面積為80cm2，厚度不計(jì)，連接AB的是長為30cm，體積和質(zhì)量都不計(jì)的硬桿．當(dāng)供水管流進(jìn)水箱的水恰好浸沒浮筒A時(shí)，蓋片B被拉開，水通過排水管流出沖洗廁所．（g取10N/kg）（1）當(dāng)水箱的水剛好浸沒浮筒A時(shí)，水對(duì)蓋片B的壓力是多少？（2）蓋片B的質(zhì)量是多少？（3）當(dāng)水箱的水有多深時(shí)，蓋片將自動(dòng)合上？考點(diǎn)：液體的壓強(qiáng)的計(jì)算；壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算；阿基米德原理；浮力大小的計(jì)算．專題：計(jì)算題．分析：（1）當(dāng)水箱的水剛好浸沒浮筒A時(shí)，水的深度為浮筒邊長和AB長的和，可利用P=ρ水gh計(jì)算出水對(duì)蓋片B的壓
2、強(qiáng)，再利用公式F=PS算出水對(duì)蓋片B的壓力；（2）當(dāng)供水管流進(jìn)水箱的水剛好浸沒浮筒A時(shí)，蓋片B被拉開，此時(shí)蓋片B下無水，蓋片只受到水向下的壓力所以浮筒A受到的浮力等于A的重力、B的重力、B受到水向下的壓力的和．先利用公式F浮=ρ水gV排求出A受到的浮力，再利用浮力等于A的重力、B的重力、B受到水向下的壓力的和可求得的蓋片B的質(zhì)量；（3）當(dāng)浮筒A受到浮力等于A的重力、B的重力的和時(shí)，蓋片B會(huì)自動(dòng)關(guān)上．可設(shè)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的重力的和的等量關(guān)系求出水的深度．解答：解：（1）P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×
3、103Pa，F(xiàn)B=PSB=5×103Pa×80×10-4m2=40N；答：水對(duì)蓋片B的壓力是40N．（2）浮筒A所受的浮力FA=ρ水gVA=1000kg/m3×10N/kg×0.23m3=80N．根據(jù)題意有FA=mAg+mBg+FB，所以蓋片B的質(zhì)量是mB=FA浮-F壓-mAgg=80N-40N-3kg×10N/kg10N/kg=1kg，答：蓋片B的質(zhì)量是1kg；（3）設(shè)浮筒A浸入水中的深度為h時(shí)蓋片自動(dòng)蓋住管口，則此時(shí)A受到的浮力為：FA浮′=ρ水gVA排=0.04m2?ρ水gh，根據(jù)題意有：FA浮′=mAg+mBg，即：0.04m2?ρ水gh=mAg+mBg，∴h=mA+
4、mB0.04m2×1×103kg/m3=3kg+1kg0.04m2×1×103kg/m3=0.1m=10cm，水深為30cm+10cm=40cm．答：當(dāng)水箱中的水深40cm時(shí)，蓋片B又自動(dòng)關(guān)上．點(diǎn)評(píng)：本題考查壓力、質(zhì)量、浮力、深度以及液體壓強(qiáng)的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是對(duì)物體受力的分析和水箱中水的深度的計(jì)算．如圖是某公共廁所的自動(dòng)沖水裝置原理圖．浮子A是邊長為20cm的正方體，蓋片B的質(zhì)量為lkg，表面積為100cm2，厚度不計(jì)．連接A、B的是長為20cm，體積和質(zhì)量都不計(jì)的硬桿．當(dāng)供水管流進(jìn)水箱的水剛好浸沒浮子A時(shí)，蓋片B被拉開，水通過排水管沖洗廁所（水的密
5、度為1×103kg/m3，g取10N/kg）．求：（1）當(dāng)水箱的水只有20cm深時(shí)，水箱底部受到水的壓強(qiáng)為多少？（2）當(dāng)水箱的水剛好浸沒浮子A，蓋片B將被拉開時(shí)，水對(duì)蓋片B的壓力是多少？（3）浮子A的密度是多少？考點(diǎn)：液體壓強(qiáng)計(jì)算公式的應(yīng)用；密度公式的應(yīng)用；阿基米德原理．專題：計(jì)算題．分析：（1）知道水深和水的密度，利用液體壓強(qiáng)公式求水箱底部受到水的壓強(qiáng)；（2）當(dāng)水箱的水剛好浸沒浮筒A時(shí)，水的深度為浮筒邊長和AB長的和，可利用P=ρ水gh計(jì)算出水對(duì)蓋片B的壓強(qiáng)，再利用公式F=PS算出水對(duì)蓋片B的壓力；（3）設(shè)浮子A的密度為ρA，知道A的體積，利用阿基米德原理求出水剛浸沒浮子A
6、時(shí)它受到的浮力，此時(shí)A受到的浮力等于A受到的重力、B受到的重力、B對(duì)A的拉力之和，據(jù)此求A的質(zhì)量，又知道A的體積，可求A的密度．解答：解：（1）水箱底部受到水的壓強(qiáng)：p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa；（2）水剛好浸沒浮子A時(shí)，水對(duì)蓋片B的壓強(qiáng)為pB，壓力為FBpB=ρ水ghB=1×103kg/m3×10N/kg×（0.2m+0.2m）=4×103Pa，F(xiàn)B=pBSB=4×103Pa×100×10-4m2=40N，（3）設(shè)浮子A的密度為ρA，水剛浸沒浮子A時(shí)它受到的浮力FA浮=ρ水V排g=ρ水VAg=1×103kg/m3×10N/kg×
7、（0.2m）3=80N，∵FA浮=mAg+mBg+FB即：80N=mAg+1kg×10N/kg+40N，∴A的質(zhì)量：mA=3kg，ρA=mAVA=3kg(0.2m)3=375kg/m3．答：（1）當(dāng)水箱的水只有20cm深時(shí)，水箱底部受到水的壓強(qiáng)為2×103Pa；（2）當(dāng)水箱的水剛好浸沒浮子A，蓋片B將被拉開時(shí)，水對(duì)蓋片B的壓力是40N；如圖所示是廁所的自動(dòng)沖水裝置，圓柱體浮筒A的底面積為400cm2，高為0.2m，蓋片B的面積為60cm2（蓋片B的質(zhì)量，厚度不計(jì)）連接AB的是長為0.3m，體積和質(zhì)量都不
