Question

如圖所示是某公共廁所的自動(dòng)沖水裝置．浮筒A是邊長(zhǎng)為20cm的正方體，蓋片B的面積為80cm²（蓋片B質(zhì)量、厚度不計(jì)），連接AB的是長(zhǎng)為30cm，體積和質(zhì)量都不計(jì)的硬桿．當(dāng)供水管流進(jìn)水箱的水剛好浸沒(méi)浮筒A時(shí)，蓋片B被拉開(kāi)，水通過(guò)排水管流出沖洗廁所．（g取10N/Kg）
（1）浮筒A浸沒(méi)時(shí)受到的浮力有多大？
（2）當(dāng)水箱的水剛好浸沒(méi)浮筒A時(shí)，水對(duì)蓋片B的壓力是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）由浮筒A是邊長(zhǎng)為20cm的正方體可求出其體積，當(dāng)供水管流進(jìn)水箱的水剛好浸沒(méi)浮筒A時(shí)，根據(jù)F_浮=ρgV_排即可求出浮筒A浸沒(méi)時(shí)受到的浮力．
（2）當(dāng)水箱的水剛好浸沒(méi)浮筒A時(shí)，水的深度為浮筒邊長(zhǎng)和AB長(zhǎng)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．
解答：解：（1）V=0.2m×0.2m×0.2m=0.008m³，
當(dāng)供水管流進(jìn)水箱的水剛好浸沒(méi)浮筒A時(shí)．V_排=V，
浮筒A浸沒(méi)時(shí)受到的浮力F_浮A=ρgV_排=1000kg/m³×10N/kg×0.008m³=80N．
答：浮筒A浸沒(méi)時(shí)受到的浮力有80N．
（2）水的深度h=20cm+30cm=50cm=0.5m，
P=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.5m=5×10³Pa，
F=PS_B=5×10³Pa×80×10^-4m²=40N．
答：水對(duì)蓋片B的壓力是40N．
點(diǎn)評(píng)：本題考查壓力、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．