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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SB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Sc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?

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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. 【解析】 取B、C整体为研究对象,受力分析由平衡条件得F浮=GB+FC 而水对阀门C的压力FC=ρg(H-d)×SC B受到的浮力F浮=ρgV=ρg(H-l-d)SB GB=mg联立以上各式得 ρg(H-l-d)SB=GB+ρg(H-d)×SC H== 代入数据得:H=+0.015m+×0.1m=0.415m 答:当水箱中的水至少为0.415m时,C被打开.
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考点分析:
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(1)实验电路图:
(2)实验步骤:
(3)实验数据记录表.
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小东想估测出某种油的密度ρ,他手边的测量工具只有刻度尺.小东利用身边的器材设计出一个实验方案.首先找一根直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E,如图所示.下面是小东测出ρ的部分实验步骤,请你按照小东的实验思路,将实验步骤补充完整.
(1)用刻度尺测出OE的长度L
(2)把金属块B浸没在待测油中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;
(3)______
(4)利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ的表达式为:______

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实验桌上有两只大烧杯,其中一杯盛有纯净水,另一杯盛有盐水.老师告诉小敏盐水的密度大于纯净水的密度,希望她用压强计将它们区别开.如图10-12所示,小敏将压强计的金属盒(探头)先后浸没到甲、乙两杯液体中,分别记下压强计U形管两侧的液柱高度差h和h.她发现h小于h,于是认为乙杯子中盛的是盐水.老师指出小敏的实验过程是不正确的.小敏认真思考后发现自己在实验过程中没有控制变量,并提出了新的实验思路如下:将压强计的金属盒(探头)先后浸没到甲、乙两杯液体中,压强计U形管两侧的液柱高度差分别用h′和h′表示,使h′与h′______,比较______,则______的一定是盐水.
请你将小敏的实验思路补充完整.
______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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