【題目】如圖為某坐便器的結(jié)構(gòu)示意圖.已知浮筒的重力為2N,一般情況下浮筒對(duì)進(jìn)水閥門施加豎直向上為4N的力時(shí)進(jìn)水管就停止向水箱注水.排水閥上表面呈圓形,面積為50cm2,通過細(xì)線與沖水扳手相連.(g=10N/kg)
(1)坐便器具有防臭的優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)橥吧砗团潘軜?gòu)成了一個(gè) 的緣故.
(2)當(dāng)排水閥處于30cm深處時(shí),它受到水的壓力為多少?(請(qǐng)寫出必要的計(jì)算過程)
(3)進(jìn)水管停止向水箱注水時(shí),浮筒浸入水中的體積為多少?(請(qǐng)寫出必要的計(jì)算過程)
【答案】(1)坐便器具有防臭的優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)橥吧砗团潘軜?gòu)成了一個(gè)連通器的緣故.
(2)當(dāng)排水閥處于30cm深處時(shí),它受到水的壓力為15N.
(3)進(jìn)水管停止向水箱注水時(shí),浮筒浸入水中的體積為6×10﹣4m3.
【解析】
試題分析:(1)據(jù)圖分析坐便器具有防臭的原因是由于其下面有一個(gè)U型管,即聯(lián)系連通器的原理分析即可;
(2)對(duì)于液體內(nèi)部的壓力的計(jì)算方法是:先利用公式P=計(jì)算液體內(nèi)部的壓強(qiáng),而后再據(jù)公式F=PS計(jì)算即可.
(3)浮筒的重力為2N,一般情況下浮筒對(duì)進(jìn)水閥門施加豎直向上為4N的力時(shí)進(jìn)水管就停止向水箱注水,所以據(jù)此做受力分析可得出,此時(shí)浮筒所受的浮力是6N,而后據(jù)阿基米德原理進(jìn)行計(jì)算即可.
解:(1)據(jù)圖能看出,此時(shí)坐便器的U型管中的液體是:上端開口,下部連通,故符合連通器的特點(diǎn),故該裝置實(shí)際上就是一個(gè)連通器.
(2)此時(shí)水對(duì)閥門的壓強(qiáng)是:P=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
故此時(shí)閥門所受的壓力為F壓=pS=3000Pa×50×10﹣4m2=15N;
(3)進(jìn)水管停止向水箱注水時(shí),浮力至少為F浮=G筒+F=2N+4N=6N;
故據(jù)阿基米德原理知,浮筒浸在水中的體積為
==6×10﹣4m3.
答:(1)坐便器具有防臭的優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)橥吧砗团潘軜?gòu)成了一個(gè)連通器的緣故.(2)當(dāng)排水閥處于30cm深處時(shí),它受到水的壓力為15N.(3)進(jìn)水管停止向水箱注水時(shí),浮筒浸入水中的體積為6×10﹣4m3.
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