Question

【題目】圖甲為某自動(dòng)注水裝置的部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，杠桿AOB始終在水平位置保持平衡，O為杠桿的支點(diǎn)，OA=3OB，豎直細(xì)桿a的一端連接在杠桿的A點(diǎn)，另一端與高為0.2m的長(zhǎng)方體物塊C固定；豎直細(xì)桿b的下端通過(guò)力傳感器固定，上端連接在杠桿的B點(diǎn)(不計(jì)杠桿、細(xì)桿及連接處的重力和細(xì)桿的體積)。圓柱形水箱中有質(zhì)量為3kg的水，打開(kāi)水龍頭，將水箱中的水緩慢放出，通過(guò)力傳感器能顯示出細(xì)桿b對(duì)力傳感器的壓力或拉力的大��；圖乙是力傳感器示數(shù)F的大小隨放出水質(zhì)量m變化的圖像。當(dāng)放出水的質(zhì)量達(dá)到2kg時(shí)，物體C剛好全部露出水面，此時(shí)裝置由傳感器控制開(kāi)關(guān)開(kāi)始注水。(g=10Nkg)求：

(1)物塊C的重力；

(2)物塊C受到的最大浮力；

(3)從開(kāi)始放水到物塊C上表面剛好與液面相平時(shí)，水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng)變化了多少?

Answer 1

【答案】(1)2N；(2)10N；(3)2000Pa

【解析】

(1)當(dāng)物體C剛好全部露出時(shí)，杠桿受到的阻力為C的重力，此時(shí)B端的拉力為6N，根據(jù)杠桿的平衡條件得到

G×OA=6N×OB

G=

(2)物體B受到的最大浮力時(shí)，B端的壓力為24N，根據(jù)杠桿的平衡條件得到

(F浮-G)×OA=24N×OB

F浮=

(3)水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng)變化量

Δp=p2-p1=ρgh2-ρgh1=ρgΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa

答：(1)物塊C的重力是2N；

(2)物塊C受到的最大浮力是10N；

(3)從開(kāi)始放水到物塊C上表面剛好與液面相平時(shí)，水對(duì)水箱底部的壓強(qiáng)變化了2000Pa。