如图所示,图为水箱示意图,AO1C和DO2E均为金属杆。其中A端连接按钮M,P为轻质活塞,P与C端通过细绳相连;E端连接浮球,D端连接针阀,针阀能将进水口堵住。已知AO1和CO1两点间水平距离相等,P上表面处的深度为0.1米,浮球排开水的体积为5×10-4米3。
(1)求浮球所受浮力F液的大小。
(2)水对活塞P上表面的压强p水。
(3)轻质活塞P即将被拉起时,细绳CP上的拉力为3牛,求此时作用在按锥M上的竖直向下压力F压的大小。
(4)浮球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力相等时,针阀恰好将进水口堵住,放水后水箱中水位下降,浮球的排水体积减小,受到的浮力减小,浮球受到的重力大于浮力,杠杆DE绕O2顺时针转动,针阀被拉起,水从进水口进入水箱。请参考上述描述说明水箱的出水过程。
【答案】(1)浮球所受浮力F液的大小为4.9N。
(2)水对活塞P上表面的压强p水为980Pa。
(3)此时作用在按锥M上的竖直向下压力F压的大小为3N。
(4)轻质活塞P因受到水的压力而将下水口堵住,排水时用力向下按下按钮M,杠杆AC绕O1顺时针转动,细绳对活塞P的拉力大于活塞P受到水的压力,P被细绳拉起,水箱内的水从下水口冲出。
(2)水对活塞P上表面的压强p水为980Pa。
(3)此时作用在按锥M上的竖直向下压力F压的大小为3N。
(4)轻质活塞P因受到水的压力而将下水口堵住,排水时用力向下按下按钮M,杠杆AC绕O1顺时针转动,细绳对活塞P的拉力大于活塞P受到水的压力,P被细绳拉起,水箱内的水从下水口冲出。
【解答】
【点评】
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