某課外科技小組的同學對自動沖水裝置進行了研究(如圖所示)。該裝置主要由水箱、浮球B、蓋板C和一個可以繞O點自由轉動的硬桿OB構成,AC為連接硬桿與蓋板的細繩。隨著水位的上升,蓋板C所受的壓力和浮球B所受的浮力均逐漸增加,當浮球B剛好浸沒到水中時,硬桿OB處于水平狀態,蓋板C恰好被細繩AC拉開(此時,蓋板C處于平衡狀態,細繩AC對硬桿OB的拉力和對蓋板C的拉力大小相等),水箱中的水通過排水管排出。實地測量浮球B的體積為1×10-3m3,蓋板的橫截面積為6×10-3m2,O點到浮球球心的距離為O點到A點距離的3倍。不計硬桿、蓋板以及浮球所受的重力以及蓋板的厚度(g=10N/kg),求:

(1)浮球B受到的最大浮力;
(2)細繩AC對硬桿OB的拉力;
(3)水箱內所能注入水的最大深度;
(4)在你以上的計算中忽略了硬桿、蓋板以及浮球的重力,如果考慮它們的重力,你認為設計時應采取哪些措施可保證自動沖水裝置正常工作?(寫出一種措施即可)
【答案】(1)浮球B受到的最大浮力為10N;
(2)細繩AC對硬桿OB的拉力為30N;
(3)水箱內所能注入水的最大深度為0.5m;
(4)考慮硬桿、蓋板以及浮球的重力時,保證自動沖水裝置正常工作可以增大浮球體積增大浮力的大小(或“使杠桿的OB段比OA段更長一些”)。
(2)細繩AC對硬桿OB的拉力為30N;
(3)水箱內所能注入水的最大深度為0.5m;
(4)考慮硬桿、蓋板以及浮球的重力時,保證自動沖水裝置正常工作可以增大浮球體積增大浮力的大小(或“使杠桿的OB段比OA段更長一些”)。
【解答】
【點評】
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