如图ZX2-9所示是某课外科技小组的同学设计的厕所自动冲水装置的示意图,

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  • 难度: 使用次数:493 入库时间:2018-03-10

    如图ZX29所示是某课外科技小组的同学设计的厕所自动冲水装置的示意图,它在自来水管持续供给的较小量的水储备到一定量后,自动开启放水阀门,冲洗厕所。实心圆柱体浮体A的质量为5.6kg,高为0.18m,阀门B的面积为7.5×103m2;连接AB的是体积和质量都不计的硬杆,长为0.16m。当浮体A露出水面的高度只有0.02m时,阀门B恰好被打开,水箱中的水通过排水管开始排出。已知水的密度为1×103kg/m3,不计阀门B的质量和厚度。当水箱开始排水时,求:

    (1)浮体A受到的重力;

    (2)水对阀门B的压强和压力;

    (3)浮体A受到的浮力;

    (4)浮体A的密度。

    答案


    解:(1)浮体A受到的重力为Gmg5.6 kg×9.8 N/kg54.88 N

    (2)阀门B处水的深度为h(0.18 m0.02 m)0.16 m0.32 m

    所以,水对阀门B的压强为pρgh1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.32 m3.136×103 Pa

    水对阀门B的压力为FpSB3.136×103 Pa×7.5×103 m223.52 N

    (3)当阀门B被打开时,浮体A受到的浮力为FGF54.88 N23.52 N78.4 N

    (4)设浮体A的底面积为S

    根据题意得ρgS(0.18 m0.02 m)5.6 kg×gρg(0.16 m0.16 m)×7.5×103 m2

    解得S0.05 m2

    浮体A的密度为ρA0.62×103 kg/m3

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