问题
计算题
下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V1=3×10-3m3的浮筒P，另有一厚度不计，质量m2=0.2kg，面积S2=8×10-3m2的盖板Q盖在水箱底部的排水管上，用细线将P、Q连接，当供水管上流进水箱的水使浮筒刚好浸没时，盖板Q恰好被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所，当盖板Q恰好被拉开的瞬间，求：
（1）浮筒受到的浮力大小。
（2）细线对浮筒P的拉力大小。
（3）水箱中水的深度。
答案
（1）30N；（2）26N；（3）0.3m
题目分析：⑴∴浮筒浸没时V排=V1=3×10-3m3
∴浮筒受到水的浮力为：F浮=ρ水·g·V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N（3分）
⑵：对浮筒P进行受力分析可知，细线对浮筒的拉力为：
F=F浮-G1=30N-0.4kg×10N/kg=26N（2分）
⑶：对盖板进行受力分析可知，当盖板被拉开的瞬间盖板受到水的压力为：
F压=F—G2=26N-0.2kg×10N/kg=24N（1分）
此时盖板受到水的压强为：P2=F压/S2=24N/8×10-3m2=3×103pa（1分）
水箱中水的深度为：
h=p2/ρ水g=3×103pa/1.0×103kg/m3×10N/kg=0.3m（2分）
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．
