Question

（2012•泸州）如图是常见的厕所自动冲水装置原理图，水箱内有质量m1=0.4kg，体积V=3×10-3m3的浮筒P，另

Answer 1

解题思路：（1）当供水管流进水箱的水使浮筒刚好完全浸没时，浮筒排开水的体积等于浮筒的体积，利用阿基米德原理求此时浮筒P所受的浮力；

（2）浮筒P受到的浮力等于浮筒P的重力加上细线的拉力，据此求细线的拉力．

（3）因为盖板Q恰好被拉开，所以水对盖板的压力加上盖板的重力等于细线的拉力，而水对盖板的压力F_压=pS=ρghS，据此求水箱中水的深度h．

（1）浮筒P排开水的体积：

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）∵盖板Q恰好被拉开，

∴G_盖+F_压=F_拉=26N，

F_压=F_拉-G_盖=26N-0.2kg×10N/kg=24N，

∵F_压=pS=ρghS，

∴h=

F压

ρgS=

24N

1000kg/m3×10N/kg×8×10−3m2=0.3m．

答：（1）浮筒受到的浮力大小为30N；

（2）细线对浮筒P的拉力大小为26N；

（3）水箱中水的深度为0.3m．

点评：

本题考点： 浮力大小的计算；力的合成与应用；阿基米德原理．

考点点评： 本题考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式、压强定义式的掌握和运用，能对浮筒和盖板进行受力分析得出相应的关系式是本题的关键．