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物理必考有一种厕所的坐便器在冲水之后由自来水自动上水.当水箱内的水达

更新时间:2024-01-20 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

有一种厕所的坐便器在冲水之后由自来水自动上水,当水箱内的水达到一定深度时,水上的浮标带动杠杆通过活塞压住进水口,停止上水,此时进水口水对活塞的压强为105Pa,如图所示.A为浮标的球心,O为支点.O、A两点之间的水平距离L1=20cm,O、B两点之间的水平距离L2=5cm,活塞的横截面积为2×10-4m2,不考虑活塞、杠杆AB、浮标的重力及摩擦时.(g=10N/kg)5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(1)请写出该装置涉及到的两条物理知识:5Yc物理好资源网(原物理ok网)

①________;②________.5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(2)进水口到水塔水面的距离是多少米?5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(3)活塞受到水的压力是多少牛?5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(4)为堵住进水口,浮标受到的最小浮力和它排开水的最小体积各应多大?

试题答案

解:(1)由图可知,该装置用到了杠杆、浮力等知识;5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(2)∵p=ρgh=105Pa,5Yc物理好资源网(原物理ok网)

∴进水口到水塔水面的距离:5Yc物理好资源网(原物理ok网)

h===10m;5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(3)∵p=,5Yc物理好资源网(原物理ok网)

∴活塞受到水的压力:F=ps=105Pa×2×10-4m2=20N;5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(4)活塞对杠杆B端的力FB=20N,设浮标受到的最小浮力FA5Yc物理好资源网(原物理ok网)

∵FB×L2=FA×L15Yc物理好资源网(原物理ok网)

即:20N×5cm=FA×20cm,5Yc物理好资源网(原物理ok网)

∴FA=5N,5Yc物理好资源网(原物理ok网)

∵FAVg,5Yc物理好资源网(原物理ok网)

∴V===5×10-4m35Yc物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)杠杆、浮力;5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(2)进水口到水塔水面的距离是10m;5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(3)活塞受到水的压力是20N;5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(4)为堵住进水口,浮标受到的最小浮力为5N,它排开水的最小体积为5×10-4m35Yc物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)图中装置用到了杠杆、浮标受到水的浮力,据此回答;5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(2)进水口水对活塞的压强是由进水口到水塔水面的水位差产生的,根据液体压强公式求解;5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(3)又知道活塞横截面积,利用压强公式求活塞受到水的压力;5Yc物理好资源网(原物理ok网)

(4)求出了活塞受到水的压力,根据力的作用是相互的,可得活塞对杠杆B端的力,根据杠杆的平衡条件可求浮标受到的最小浮力,再利用阿基米德原理求排开水的体积.5Yc物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题为力学综合题,考查了学生对压强公式、液体压强公式、阿基米德原理的掌握和运用,要求灵活选用公式分析计算.5Yc物理好资源网(原物理ok网)

物理学习经验分享:定滑轮:固定不随物移动,支点轴上在园心,力臂相等为半径,省力一半不变向。

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