Question

如圖是常見(jiàn)的廁所自動(dòng)沖水裝置原理圖，水箱內(nèi)有質(zhì)量m₁=0.4kg，體積V=3×10^﹣3m3的浮筒P，另有一厚度不計(jì)，質(zhì)量m₂=0.2kg，面積S=8×10^﹣3m2的蓋板Q蓋在水箱底部的排水管上．用細(xì)線將P、Q連接，當(dāng)供水管流進(jìn)水箱的水使浮筒剛好完全浸沒(méi)時(shí)，蓋板Q恰好被拉開(kāi)，水通過(guò)排水管流出沖洗廁所．當(dāng)蓋板Q恰好被拉開(kāi)的瞬間，求（g=10N/kg）
（1）浮筒受到的浮力大��；
（2）細(xì)線對(duì)浮筒P的拉力大��；
（3）水箱中水的深度．

Answer 1

（1）浮筒受到的浮力大小為30N；（2）細(xì)線對(duì)浮筒P的拉力大小為26N；（3）水箱中水的深度為0.3m

解：
（1）浮筒P排開(kāi)水的體積：
V_排=V=3×10^﹣3m3，
浮筒P所受的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×3×10^﹣3m3=30N；
（2）∵F_浮=G_P+F_拉
∴F_拉=F_浮﹣G_P=30N﹣0.4kg×10N/kg=26N；
（3）∵蓋板Q恰好被拉開(kāi)，
∴G_蓋+F_壓=F_拉=26N，
F_壓=F_拉﹣G_蓋=26N﹣0.2kg×10N/kg=24N，
∵F_壓=pS=ρghS，
∴h===0.3mm