备考初中物理浮力压强综合压轴题较难带解析.docx
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备考初中物理浮力压强综合压轴题较难带解析
2020年04月
一.计算题(共5小题)
1.如图是一个饮水机的简化示意图(饮水机的外壳被省去了,支撑水桶的地方并不密封)。
水桶被倒扣在饮水机上后,桶中的水会流到下面的储水盒里,当满足一定条件后,水不再往下流;打开储水盒上的龙头,流出一些水后,桶中的水又继续流动。
那么
(1)储水盒里的水面到达 位置(选填“A”或“B”),水桶里的水才不再往下流;
(2)某时刻,桶中的水处于静止状态,桶中的水面与储水盒里的水面的高度差为h,那么桶外大气的压强与桶内水面上方的压强差是多少?
(3)若桶底裂了一个缝,将出现什么现象?
(4)若将水桶口向上放在桌子上,如图2所示,将一根管子的一端插入水桶中,从另一端吮吸,待水到达管中一定位置后,水会自动从管中流出(养金鱼的人给鱼缸换水也常用这种方法)。
设当地的大气压为p0,水面距桶口的高度为h1.请通过计算说明,管子中的水至少要被“吸”到什么位置时,桶中的水才会自动从管子中流出?
2.如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200cm2,未装水时的质量为0.2kg。
容器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1×103Pa,求水对容器向上的压力。
(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略容器壁的厚度)
3.U型管压强计是专门用来研究液体压强的仪器。
没有按压金属盒上的橡皮膜时,U型管两管内液体的液面位于同一水平高度,管内液体的密度为ρ.当用手指按压橡皮膜时,U型管内液体的液面如图所示。
(1)若手指与橡皮膜的接触面积为S,求手指作用在橡皮膜上的压力F;
(2)若橡皮管内壁上有一个较薄的小圆斑,其面积为S′,求管内气体对它的压力F′.(设当时的大气压强为ρ0,手指与橡皮膜的接触面和小圆斑的面近似看作平面,不要求代单位计算)
4.如图甲是西南大学校内的一座塑像,其基座结构类似于图乙和丙的模型。
若A、B是质量分布均匀地正方体物块,其边长分别是20cm、30cm,密度之比ρA:
ρB=3:
1.将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙)。
求:
(1)图乙中,物块A对地面的压力;
(2)物块A的密度;
(3)若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面(如图丙),要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去几分之几。
5.如图甲所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为200cm2.不吸水的正方体木块B重为5N,边长为10cm,静止在容器底部。
质量体积忽略的细线一端固定在容器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度L=5cm。
已知水的密度是1.0×103kg/m3,求:
(1)甲图中,木块对容器底部的压强多大?
(2)向容器A中缓慢加水,当细线受到的拉力为1N时,停止加水,如图乙所示,此时木块B受到的浮力是多大?
(3)将图乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,容器底部受到水的压强是多大?
二.解答题(共8小题)
6.某品牌轿车的质量为M(含驾乘人员),车的钢质外壳密度为ρ1、质量为m,发动机的效率为η1.若该车在平直道路上匀速行驶受到地面的摩擦力为车总重的k倍(k<1,为常数),受到的空气阻力为f,忽略其他摩擦阻力。
经过技术革新,厂家将车外壳换成了等体积,密度为ρ2的新材料(ρ2<ρ1),并对车子的流线型进行了优化,使车子受到的空气阻力降低了2%,还将车子的发动机效率提高到了η2.改进后汽车以相同的速度匀速行驶,求改进后汽车的耗油量m2与改进前的耗油量m1的比。
(设改进前后汽车行驶的路况、路程、驾乘人员相同。
不带单位计算)
7.如图所示,一个半径为r的实心球体处于某种液体中,球体最上端距离液面的距离为h,求液体对球体向下的压力。
(已知液体的密度为ρ,球体的体积为
π•r3)
8.如图所示,轻质薄壁圆柱形容器A,B分别置于高度差为h的两个水平面上,A中盛有深度为16h的液体甲,B中盛有深度为19h,体积为5×10﹣3米3的液体乙(ρ乙=0.8×103千克/米3)
①求液体乙的质量m乙。
②求水平面对容器B的支持力FB的大小。
③若在图示水平面MN处两种液体的压强相等,先从两容器中分别抽出高均为△h的液体后,容器对各自水平面的压强为pA和pB,请通过计算比较pA和pB的大小关系及其对应△h的取值范围。
9.如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量均为m的水和酒精,甲、乙的底面积分别为S,2S.(ρ酒精=0.8×103千克/米3);
①若乙容器中的酒精的质量为1.6千克,求酒精的体积V酒精。
②求乙容器中0.1米深处酒精的压强P酒精。
③现有物体A,B(其密度、体积的关系如下表所示),请在物体A,B和容器甲、乙中各选择一个,当把物体放入容器中后(液体不会溢出),可使容器对水平地面的压力最大且压强最大。
求该最大压力F最大和最大压强P最大.
物体
密度
体积
A
ρ
2V
B
3ρ
V
10.PP﹣R管又叫三型聚丙烯管,具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长(可达50年以上)等特点,现在家庭装修中大量PP﹣R管替代了过去使用的铸铁管。
然而,一些不良厂家在生产过程中超量加入碳酸钙,严重影响了PP﹣R管的质量。
在中央电视台十频道“我爱发明”栏目中,一位发明者经过反复计算、实验,研究出了一种快速鉴别优劣PP﹣R管的方法:
他截取质量都是M=60g、不同厂家生产的PP﹣R管,在每根管子上都用轻质细线悬挂相同的实心金属配重(如图),然后分别将它们浸没水中后放手,结果优质管浮到水面上,劣质管沉到水底。
那么:
(1)金属配重的质量(设为m)大小范围满足什么条件时,就能使优质的PP﹣R管浮到水面上,劣质的沉到水底?
(2)根据上述计算结果说明,金属配重质量满足什么条件时,所有管子都沉到水底;满足什么条件时,所有管子都浮到水面上。
(金属配重的密度ρ=7.0g/cm3,若优质管子的密度ρ优=0.92/cm3,劣质管的密度满足0.95g/cm3<ρ劣<1g/cm3,计算结果保留两位有效数字)。
11.某学校课外科技小组的同学为学校的厕所设计了一个自动冲刷水箱。
这种水箱能够把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后,自动开启放水阀,将水集中放出,这样就可以以较大的水流冲刷便池。
如图所示,A是一面积为S1的圆形放水阀门,其质量和厚度均忽略不计,且恰好能将排水管口盖严。
阀门的左端与排水管口的边缘相连并能绕垂直纸面的轴O向上转动,右端通过一很小的挂钩及连杆与浮子B相连,连杆的长度为h1,连杆质量和阀门转动受到的摩擦均不计。
若将浮子B设计为一个质量为m、高为h2的空心圆柱体,它能将阀门拉起的最小横截面积S2是多少?
12.如图所示,实心均匀正方体A,B放置在水平地面上,受到的重力均为64牛,A的边长为0.2米,B的边长为0.3米。
①求正方体A对水平地面的压强。
②求正方体A.B的密度之比ρA:
ρB。
③若正方体A、B上沿水平方向分别截去相同的厚度h后。
A、B剩余部分对水平地面的压强PA′和PB′.请通过计算比较它们的大小关系及其对应的h的取值范围。
13.一个上下粗细一样的平底玻璃杯放在水平桌面上,内盛有深度h1=6.80cm的水。
把一个玉石小酒盅开口向上轻轻放在水面上使其漂浮,用刻度尺量出此时杯中水的深度h2=7.30cm;把酒盅完全浸没到水中,用刻度尺量出此时杯中水的深度h3=6.95cm.上述操作过程中,水始终未溢出玻璃杯。
那么这种玉石的密度是多少?
(ρ水=1.0×103kg/m3,计算结果保留到小数点后一位)
参考答案与试题解析
一.计算题(共5小题)
1.某品牌轿车的质量为M(含驾乘人员),车的钢质外壳密度为ρ1、质量为m,发动机的效率为η1.若该车在平直道路上匀速行驶受到地面的摩擦力为车总重的k倍(k<1,为常数),受到的空气阻力为f,忽略其他摩擦阻力。
经过技术革新,厂家将车外壳换成了等体积,密度为ρ2的新材料(ρ2<ρ1),并对车子的流线型进行了优化,使车子受到的空气阻力降低了2%,还将车子的发动机效率提高到了η2.改进后汽车以相同的速度匀速行驶,求改进后汽车的耗油量m2与改进前的耗油量m1的比。
(设改进前后汽车行驶的路况、路程、驾乘人员相同。
不带单位计算)
【解答】解:
设改进后车外壳的质量为m′,汽车的行驶路程为S,汽油的热值为q,根据题意得:
改进前
因为匀速运动,所以F1=f1,f1=kMg+f,
,
,
改进后
,
,
;
因为匀速运动,
所以F2=f2=k(M﹣m+m′)g+0.98f,
则
,
m2=
故改进后与改进前的油耗量比:
=
2.如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200cm2,未装水时的质量为0.2kg。
容器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1×103Pa,求水对容器向上的压力。
(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略容器壁的厚度)
【解答】解:
由题知,S=200cm2=2×10﹣2m2,h=15cm=0.15m,
水对容器部的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa,
根据p=
可得水对容器底的压力:
F=pS=1500Pa×2×10﹣2m2=30N。
容器的重力:
G容=0.2kg×10N/kg=2N,
根据p=
可得,容器对桌面的压力:
F′=p′S=1.1×103Pa×2×10﹣2m2=22N,
容器置于水平桌面上,
则容器和水的重力G总=F′=22N,
故水的重力G水=G总﹣G容=22N﹣2N=20N,
所以水对容器向上的压力:
F″=F﹣G水=30N﹣20N=10N。
答:
水对容器向上的压力为10N。
3.如图是一个饮水机的简化示意图(饮水机的外壳被省去了,支撑水桶的地方并不密封)。
水桶被倒扣在饮水机上后,桶中的水会流到下面的储水盒里,当满足一定条件后,水不再往下流;打开储水盒上的龙头,流出一些水后,桶中的水又继续流动。
那么
(1)储水盒里的水面到达 B 位置(选填“A”或“B”),水桶里的水才不再往下流;
(2)某时刻,桶中的水处于静止状态,桶中的水面与储水盒里的水面的高度差为h,那么桶外大气的压强与桶内水面上方的压强差是多少?
(3)若桶底裂了一个缝,将出现什么现象?
(4)若将水桶口向上放在桌子上,如图2所示,将一根管子的一端插入水桶中,从另一端吮吸,待水到达管中一定位置后,水会自动从管中流出(养金鱼的人给鱼缸换水也常用这种方法)。
设当地的大气压为p0,水面距桶口的高度为h1.请通过计算说明,管子中的水至少要被“吸”到什么位置时,桶中的水才会自动从管子中流出?
【解答】解:
(1)由题知,支撑水桶的地方并不密封,若储水盒内的水位低于B时,水会一直向下流,直到桶内的水上升到B处,此时桶内水的压强与桶内水面上方气压(空气溶于水)等于外界大气压强,水桶里的水才不再往下流;
(2)桶中的水处于静止状态,根据力的平衡可知,此时桶内水产生的压强与桶内水面上方气压等于储水盒水面上方的大气压强,即p0=p水+p内,而p水=ρ水gh,
则桶外大气的压强与桶内水面上方的压强差△p=p0﹣p内=p水=ρ水gh;
(3)若桶底裂了一个缝,桶内与大气相通,桶内水面上方气体的压强等于大气压强,则桶内的水将在重力的作用下流出,直到桶内水面与储水盒水面相平;
(4)设桶中水自动流出时右边管子中的水到管子最高点的高度为H,取管子最高处液片进行受力分析,
液片受到左边水的压强为:
p向右=p0﹣ρ水gh1,
液片受到右边水的压强为:
p向左=p0﹣ρ水gH,
当p向右≥p向左时,即p0﹣ρ水gh1≥p0﹣ρ水gH,
整理可得H≥h1,所以管子中的水至少要被“吸”到h1位置时,桶中的水才会自动从管子中流出。
故答案为:
(1)B;
(2)△p=ρ水gh;
(3)桶内的水将流出直到桶内水面与储水盒水面相平;
(4)管子中的水至少要被“吸”到h1位置时,桶中的水才会自动从管子中流出。
4.如图甲是西南大学校内的一座塑像,其基座结构类似于图乙和丙的模型。
若A、B是质量分布均匀地正方体物块,其边长分别是20cm、30cm,密度之比ρA:
ρB=3:
1.将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙)。
求:
(1)图乙中,物块A对地面的压力;
(2)物块A的密度;
(3)若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面(如图丙),要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去几分之几。
【解答】解:
(1)由p=
可得,物块A对地面的压力:
F=pSA=5100Pa×0.2m×0.2m=204N;
(2)图乙中物块A对地面的压力等于物体AB的总重力,所以AB的总重力G总=F=204N;
由重力和密度公式可得:
GA+GB=ρAVAg+ρBVBg=204N,
因为ρA:
ρB=3:
1,所以有:
ρA×(0.2m)3×10N/kg+
ρA×(0.3m)3×10N/kg=204N,
解得:
ρA=1.2×103kg/m3;
(3)物块A的重:
GA=ρAVAg=1.2×103kg/m3×(0.2m)3×10N/kg=96N;
物块B的重:
GB=ρBVBg=
×1.2×103kg/m3×(0.3m)3×10N/kg=108N;
沿竖直方向切去物块B后,设剩余部分占物块B体积的比例为x,
则物块B剩余部分的底面积为SB•x,物块B剩余部分的重为GB•x,
则由p=
可得:
pB=
=2800Pa,
即
=2800Pa,
解得x=
,则将物块B沿竖直方向切去了三分之一的体积。
答:
(1)图乙中,物块A对地面的压力为204N;
(2)物块A的密度为1.2×103kg/m3;
(3)要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去三分之一。
5.如图甲所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为200cm2.不吸水的正方体木块B重为5N,边长为10cm,静止在容器底部。
质量体积忽略的细线一端固定在容器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度L=5cm。
已知水的密度是1.0×103kg/m3,求:
(1)甲图中,木块对容器底部的压强多大?
(2)向容器A中缓慢加水,当细线受到的拉力为1N时,停止加水,如图乙所示,此时木块B受到的浮力是多大?
(3)将图乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,容器底部受到水的压强是多大?
【解答】解:
(1)受力面积:
S=10×10﹣2m×10×10﹣2m=0.01m2,
对杯底的压力:
F=G=5N,
对杯底的压强:
p=
=
=500Pa;
(2)对木块做受力分析,向上的是浮力,向下的受到了自身的重力和细线的拉力,即F浮=G+F拉=5N+1N=6N;
(3)据
(2)可知F浮=6N;
因为F浮=ρgV排,
所以此时木块浸入水中的体积是:
V排=
=
=0.0006m3;
因为V=Sh,
所以此时木块浸入水中的深度是:
h=
=
=0.06m=6cm;
此时液面的总高度是:
h=6cm+5cm=11cm;
此时杯中水的体积是:
V=0.02m2×0.11m﹣0.0006m3=0.0016m3
将图乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,木块恰好处于漂浮状态,即此时F浮=G物=5N;
所以据F浮=ρgV排;V排=
=
=0.0005m3;
此时水和浸入水中的总体积是:
V=0.0016m3+0.0005m3=0.0021m3;
所以此时的液体的深度是:
h=
=0.105m;
此时容器底部所受的压强是:
p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.105m=1050Pa。
答:
(1)甲图中,木块对容器底部的压强500Pa;
(2)向容器A中缓慢加水,当细线受到的拉力为1N时,停止加水,如图乙所示,此时木块B受到的浮力是6N;(3)将图乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,容器底部受到水的压强是1050Pa。
二.解答题(共8小题)
6.U型管压强计是专门用来研究液体压强的仪器。
没有按压金属盒上的橡皮膜时,U型管两管内液体的液面位于同一水平高度,管内液体的密度为ρ.当用手指按压橡皮膜时,U型管内液体的液面如图所示。
(1)若手指与橡皮膜的接触面积为S,求手指作用在橡皮膜上的压力F;
(2)若橡皮管内壁上有一个较薄的小圆斑,其面积为S′,求管内气体对它的压力F′.(设当时的大气压强为ρ0,手指与橡皮膜的接触面和小圆斑的面近似看作平面,不要求代单位计算)
【解答】解:
(1)U形管两侧的液面高度差来反映橡皮膜受到的压强,所以压强p=ρgh,
根据p=
,
手指作用在橡皮膜上的压力F=pS=ρghS;
(2)手指按压橡皮膜时,橡皮管气体压强p′=p0+p=p0+ρgh,
所以小圆斑受到压力F′=p′S′=(p0+ρgh)S′。
答:
(1)若手指与橡皮膜的接触面积为S,手指作用在橡皮膜上的压力为ρghS;
(2)小圆斑受到的压力为(p0+ρgh)S′。
7.如图所示,一个半径为r的实心球体处于某种液体中,球体最上端距离液面的距离为h,求液体对球体向下的压力。
(已知液体的密度为ρ,球体的体积为
π•r3)
【解答】解:
将球体分成上、下相等的两个半球,则上半球受到的浮力:
F浮=ρgV排=ρg×
V球=ρg×
×
πr3=
ρgπr3,
上半球下底面受到的压强:
p=ρg(r+h),
由p=
可得,上半球下表面受到的压力:
F下=pS=ρg(r+h)πr2,
由F浮=F下﹣F上可得,液体对球体向下的压力:
F上=F下﹣F浮=ρg(r+h)πr2﹣
ρgπr3=ρghπr2+
ρgπr3=ρgπr2(h+
)。
答:
液体对球体向下的压力为ρgπr2(h+
)。
8.如图所示,轻质薄壁圆柱形容器A,B分别置于高度差为h的两个水平面上,A中盛有深度为16h的液体甲,B中盛有深度为19h,体积为5×10﹣3米3的液体乙(ρ乙=0.8×103千克/米3)
①求液体乙的质量m乙。
②求水平面对容器B的支持力FB的大小。
③若在图示水平面MN处两种液体的压强相等,先从两容器中分别抽出高均为△h的液体后,容器对各自水平面的压强为pA和pB,请通过计算比较pA和pB的大小关系及其对应△h的取值范围。
【解答】解:
①由ρ=
得,
液体乙的质量:
m乙=ρ乙V乙=0.8×103kg/m3×5×10﹣3m3=4kg;
②由题意知,FB=F压=G乙=m乙g=4kg×9.8N/kg=39.2N;
③由题意知,pM=pN,
所以ρAg8h=ρBg10h,
即:
ρA:
ρB=5:
4,
设pA=pB,则ρAg(16h﹣△h)=ρBg(19h﹣△h),
解得:
△h=4h,
若0<△h<4h,则pA>pB;
若△h=4h,则pA=pB;
若4h<△h≤16h,则pA<pB;
答:
①液体乙的质量m乙为4kg;
②水平面对容器B的支持力FB的大小为39.2N;
③若0<△h<4h,则pA>pB;若△h=4h,则pA=pB;若4h<△h≤16h,则pA<pB。
9.如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量均为m的水和酒精,甲、乙的底面积分别为S,2S.(ρ酒精=0.8×103千克/米3);
①若乙容器中的酒精的质量为1.6千克,求酒精的体积V酒精。
②求乙容器中0.1米深处酒精的压强P酒精。
③现有物体A,B(其密度、体积的关系如下表所示),请在物体A,B和容器甲、乙中各选择一个,当把物体放入容器中后(液体不会溢出),可使容器对水平地面的压力最大且压强最大。
求该最大压力F最大和最大压强P最大.
物体
密度
体积
A
ρ
2V
B
3ρ
V
【解答】解:
(1)已知m酒精=1.6kg,根据ρ=
得:
V酒精=
=
=2×10﹣3m3;
(2)已知:
h乙=0.1m,
p乙=ρ酒精gh乙=0.8×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=784Pa;
(3)∵水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量均为m的水和酒精,
∴容器甲、乙的重力相同,为G=mg,
若要使容器对水平地面的压力最大,则选择的物体重力为最大即可,
∵GA=ρ×2V×g=2ρVg,GB=3ρ×V×g=3ρVg,
∴选择物体B对水平地面的压力最大,为F最大=GB+G=3ρVg+mg=(3ρV+m)g
根据p=
可知:
要使压强最大,则容器的底面积为最小,
所以,选择物体B应放在底面积较小的甲容器里,
则p最大=
=
。
答:
①酒精的体积V酒精为2×10﹣3m3;
②乙容器中0.1米深处酒精的压强P酒精为784Pa;
③最大压力F最大为(3ρV+m)g,最大压强p最大为
。
10.PP﹣R管又叫三型聚丙烯管,具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长(可达50年以上)等特点,现在家庭装修中大量PP﹣R管替代了过去使用的铸铁管。
然而,一些不良厂家在生产过程中超量加入碳酸钙,严重影响了PP﹣R管的质量。
在中央电视台十频道“我爱发明”栏目中,一位发明者经过反复计算、实验,研究出了一种快速鉴别优劣PP﹣R管的方法:
他截取质量都是M=60g、不同厂家生产的PP﹣R管,在每根管子上都用轻质细线悬挂相同的实心金属配重(如图),然后分别将它们浸没水中后放手,结果优质管浮到水面上,劣质管沉到水底。
那么:
(1)金属配重的质量(设为m)大小范围满足什么条件时,就能使优质的PP﹣R管浮到水面上,劣质的沉到水底?
(2)根据上述计算结果说明,金属配重质量满足什么条件时,所有管子都沉到水底;满足什么条件时,所有管子都浮到水面上。
(金属配重的密度ρ=7.0g/cm3,若优质管子的密度ρ优=0.92/cm3,劣质管的密度满足0.95g/cm3<ρ劣<1g/cm3,计算结果保留两位有效数字)。
【解答】解:
(1)要使优质管浮在水面上,应满足:
G优+G<ρ水g(V优+V)
(M+m)g<ρ水g(
+
)m<
M
代入数据得m<
×60gm<6.1g;
要使劣质管沉到水底,应满足:
G劣+G>ρ水g(V劣+V)(M+m)g>ρ水g(
+
)
m>
M代入数据得m>
×60g
m>3.7g
所以金属配重的质量满足3.7g<m<6.1g时,才能使优质管浮在水面上,劣质管沉到水底。
(2)根据以上计算可知,当m>6.1g时,优质管和劣质管都沉到水底;当m<3.7g时,优质管和劣质管都浮在水面上。
答:
(1)金属配重的质量在6.1g>m>3.7g范围时,就能使优质的PP﹣R管浮到水面上,劣质的沉到水底;
(2)当m>6.1g时,优质管和劣质管都沉到水底;当m<3.7g时,优质管和劣质管都浮在水面上。
11.某学校课外科技小组的同学为学校的厕所设计了一个自动冲刷水箱。
这种水箱能够把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后,自动开启放水阀,将水集中放出,这样就可以以较大的水流冲刷便池。
如图所示,A是一面积为S1的圆形放水阀门,其质量和厚度均忽略不计,且恰好能将排水管口盖严。
阀门的左端与排水管口的边缘相连并能绕垂直纸面的轴O向上转动,右端通过一很小的挂钩及连杆与浮子B相连,连杆的长度为h1,连杆质量和阀门转动受到的摩擦均不计。
若将浮子B设计为一个质量为m、高为h2的空心圆柱体,它能将阀门拉起的最小横截面积S2是多少?
【解答】解:
当浮子B处于静止状态时,F浮=T+mg,①
根据杠杆杠杆平衡原理,刚好将阀门打开时应满足Td=F水
=P水S1
,
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