精英家教网 > 初中物理 > 题目详情

某学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型，这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动开启放水阀门，冲刷便池中的污物．如图是这种水箱模型的主要部件的截面示意图．图中水箱A是一个边长为50cm的正方体；浮筒B是一个质量为0.2kg的空心圆柱体，其底面积S_B为80cm²，高为35cm；放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，其底面积S_c为55cm²，厚度d为1.5cm；放水阀门C能将排水管口恰好盖严，阀门上固定一根轻绳与浮筒相连，绳的长度l为10cm．请你计算出水箱中的水深H至少为多少时，浮筒B刚好能将放水阀门C打开？

分析：由题中模型可知当C被拉起时水会放出，故将B、C看作一个整体进行分析，由受力分析可知BC整体受到B的重力、C受液体的压力及B受液体的浮力，由平衡条件可知当向上的浮力与向下的重力及水对C的压力相等时C刚好被打开．

解答：解：取B、C整体为研究对象，受力分析由平衡条件得F_浮=G_B+F_C
而水对阀门C的压力F_C=ρg（H-d）×S_C
B受到的浮力F_浮=ρgV=ρg（H-l-d）S_B
G_B=mg联立以上各式得
ρg（H-l-d）S_B=G_B+ρg（H-d）×S_C
H=

GB+ρg(dSB+lSB-dSC)

ρg(SB-SC)

ρ(SB-SC)

+d+

SB-SC

l
代入数据得：H=

0.2kg

1×103 kg/m3( 0.8×10-3m2-5.5×10-3m2)

+0.015m+

8.0×10-3m2

8×10-3m2-5.5×10-3m2

×0.1m=0.415m
答：当水箱中的水至少为0.415m时，C被打开．

点评：整体法为物理学中一常见方法，一定要能灵活的选择研究对象并能对其进行受力分析，从而找到解决问题的方法．

练习册系列答案

黄冈经典阅读系列答案

文言文课外阅读特训系列答案

轻松阅读训练系列答案

南大教辅初中英语任务型阅读与首字母填空系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：初中物理 来源： 题型：

某学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型，这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动开启放水阀门，冲刷便池中的污物．如图是这种水箱模型的主要部件的截面示意图．图中水箱A是一个底面积为200cm²的圆柱桶，桶的深度为60cm，上面敞口．浮筒B是一个质量为m=0.2kg的空心密封圆柱体，其底面积S₁为80cm²，高为30cm；放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，其底面积S₂为40cm²，厚度d为1cm；放水阀门C能将排水管口恰好盖严，阀门上固定一根轻杆与浮筒相连，杆的长度为L．当水箱中的水深达到H时，浮筒B刚好能将放水阀门C打开．问
（1）请求出水箱中的水深H与轻杆L的函数关系．
（2）当L为多长时，进水管不管进水多长时间也无法把阀门C打开

查看答案和解析>>

科目：初中物理 来源： 题型：解答题

某学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型，这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动开启放水阀门，冲刷便池中的污物．如图是这种水箱模型的主要部件的截面示意图．图中水箱A是一个底面积为200cm²的圆柱桶，桶的深度为60cm，上面敞口．浮筒B是一个质量为m=0.2kg的空心密封圆柱体，其底面积S₁为80cm²，高为30cm；放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，其底面积S₂为40cm²，厚度d为1cm；放水阀门C能将排水管口恰好盖严，阀门上固定一根轻杆与浮筒相连，杆的长度为L．当水箱中的水深达到H时，浮筒B刚好能将放水阀门C打开．问
（1）请求出水箱中的水深H与轻杆L的函数关系．
（2）当L为多长时，进水管不管进水多长时间也无法把阀门C打开

查看答案和解析>>

科目：初中物理 来源：2013年名校初升高自主招生物理综合练习卷（三）（解析版） 题型：解答题

查看答案和解析>>

科目：初中物理 来源：2010年中考物理能力测试试卷（解析版） 题型：解答题

查看答案和解析>>

同步练习册答案

练习册

高中

初中

小学