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小明为防止家中停水而设计的贮水箱如图所示,蓄水前水箱有部分水,浮子A有的体积露出...

小明为防止家中停水而设计的贮水箱如图所示,蓄水前水箱有部分水,浮子A有manfen5.com 满分网的体积露出水面时,处于静止状态,如图甲所示;当向水箱中蓄水时,水箱中的水达到图乙所示的1m深时,浮子A恰好堵住进水管口,此时浮子A有manfen5.com 满分网的体积露出水面(浮子A只能沿图示位置的竖直方向移动).进水管口水深H,管口横截面积为25cm2,贮水箱底面积为0.8m2,浮子A重10N.(g取10N/kg)求:
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(1)浮子A的体积.
(2)当水箱中水深达到1m时,贮水箱中水的质量.
(3)进水管口水深H.
(1)首先对甲图A进行受力分析,浮子漂浮,F浮=G,根据F浮=ρgV排公式变形可求得浮子A的体积; (2)已知贮水箱底面积为0.8m2,根据水箱中的水达到图乙所示的1m深时,浮子A恰好堵住进水管口,此时浮子A有的体积露出水面,利用密度公式变形可求得水的质量. (3)首先对乙图进行受力分析,然后列出等式=GA+FN,然后求得H. 【解析】 (1)浮子漂浮,F浮=G, ∵F浮=ρ水gV排, ∴F浮=ρ水gVA=10N, 则VA==, VA=6×10-3m3, (2)m水=ρ水V水=ρ水(Sh水-VA) m水=1.0×103kg/m3×(0.8m2×1m-×6×10-3m3)=796kg. (3)对乙图进行受力分析,如右图, 则有=GA+FN, 即ρ水gVA=10N+ρ水gHS管口, 解得H=1.2m. 答:(1)浮子A的体积为6×10-3m3. (2)当水箱中水深达到1m时,贮水箱中水的质量为796kg. (3)进水管口水深H为12m.
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考点分析:
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表一:
实验序号123
压力N333
受力面积(cm221020
下陷深度(cm)210.5
表二:
实验序号456
压力N4.54.54.5
受力面积(cm2102030
下陷深度(cm)1.50.750.5
表三:
实验序号789
压力N666
受力面积(cm2102040
下陷深度(cm)210.5
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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