问题补充:
如图是一种牲畜饮水用自动装置的示意图.水箱底部有一出水孔,底盖A可以顶住水箱的出水孔.只要牲畜饮水,饮水槽中的水位就会下降,浮球C受到的浮力减小,底盖A打开,水就会通过出水孔从水箱流入饮水槽自动补水.设计水箱的最高水位为h1,水箱出水孔横截面积是30cm2,底盖A及竖杆B的总质量是400g,浮球C的体积是2dm3;若将浮球C换成同体积的浮球D,设计水箱的最高水位将变为h2,已知将浮球C换成同体积的浮球D后,再次达到设计水箱的最高水位时,水箱底部受到水的压强减小了2000Pa,浮球C与浮球D的密度ρC:ρD=2:5.(g取10N/g)
求:(1)浮球D的密度?ρD;
(2)设计水箱的最高水位h1.
答案:
解:以底盖、竖杆、浮球为整体,进行受力分析:如右图
F浮=mAB?g+ρCgV+ρ水g?h1s?…(1)
F浮=mAB?g+ρDgV+ρ水g?h2s?…(2)
由(1)-(2)得:
(ρD-ρC)gV=(h1-h2)ρ水gs=2000s
ρD-ρC=0.3×103?kg/m3
ρC=0.2×103?kg/m3
ρD=0.5×103?kg/m3
代入(1)式得:
h1=0.4?m?
答:(1)浮球D的密度?ρD为0.5×103?kg/m3.
(2)设计水箱的最高水位h1为0.4m.解析分析:解答此题关键是要以底盖、竖杆、浮球为整体,进行受力分析.(1)由于C球和D球的体积相同,所以两种情况下的浮力是相等的.列出两种情况下的浮力的表达式,然后根据将浮球C换成同体积的浮球D后,再次达到设计水箱的最高水位时,水箱底部受到水的压强减小了2000Pa这一条件求出浮球C和D的密度.(2)把求得的浮球C的密度代入浮力的表达式即可得解.点评:本题考查了学生对重力公式、阿基米德原理的掌握和运用,在做此种类型的题目时要求灵活选用公式.同时对物体的受力分析一定要准确.
如图是一种牲畜饮水用自动装置的示意图.水箱底部有一出水孔 底盖A可以顶住水箱的出水孔.只要牲畜饮水 饮水槽中的水位就会下降 浮球C受到的浮力减小 底盖A打开 水就会通