如圖所示,圖為水箱示意圖,AO1C和DO2E均為金屬桿。其中A端連接按鈕M,P為輕質活塞,P與C端通過細繩相連;E端連接浮球,D端連接針閥,針閥能將進水口堵住。已知AO1和CO1兩點間水平距離相等,P上表面處的深度為0.1米,浮球排開水的體積為5×10-4米3。
(1)求浮球所受浮力F液的大小。
(2)水對活塞P上表面的壓強p水。
(3)輕質活塞P即將被拉起時,細繩CP上的拉力為3牛,求此時作用在按錐M上的豎直向下壓力F壓的大小。
(4)浮球受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力相等時,針閥恰好將進水口堵住,放水后水箱中水位下降,浮球的排水體積減小,受到的浮力減小,浮球受到的重力大于浮力,杠桿DE繞O2順時針轉動,針閥被拉起,水從進水口進入水箱。請參考上述描述說明水箱的出水過程。
【答案】(1)浮球所受浮力F液的大小為4.9N。
(2)水對活塞P上表面的壓強p水為980Pa。
(3)此時作用在按錐M上的豎直向下壓力F壓的大小為3N。
(4)輕質活塞P因受到水的壓力而將下水口堵住,排水時用力向下按下按鈕M,杠桿AC繞O1順時針轉動,細繩對活塞P的拉力大于活塞P受到水的壓力,P被細繩拉起,水箱內的水從下水口沖出。
(2)水對活塞P上表面的壓強p水為980Pa。
(3)此時作用在按錐M上的豎直向下壓力F壓的大小為3N。
(4)輕質活塞P因受到水的壓力而將下水口堵住,排水時用力向下按下按鈕M,杠桿AC繞O1順時針轉動,細繩對活塞P的拉力大于活塞P受到水的壓力,P被細繩拉起,水箱內的水從下水口沖出。
【解答】
【點評】
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