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公共厕所自动冲洗用的水箱里有一圆柱形浮筒P,出水管口有一个圆片形盖子a,两者用短链相连(如图所示).若水箱的深度足够,要实现自动定时冲洗()A.只要浮筒P的体积足够大B.
题目详情
公共厕所自动冲洗用的水箱里有一圆柱形浮筒P,出水管口有一个圆片形盖子a,两者用短链相连(如图所示).若水箱的深度足够,要实现自动定时冲洗( )
A. 只要浮筒P的体积足够大
B. 只要浮筒P的质量足够小
C. 盖子a必须比浮筒轻
D. 浮筒P的横截面积必须大于盖子a的面积
A. 只要浮筒P的体积足够大B. 只要浮筒P的质量足够小
C. 盖子a必须比浮筒轻
D. 浮筒P的横截面积必须大于盖子a的面积
▼优质解答
答案和解析
设P浸入液体的深度为h,P的横截面积为S1;液面至a的深度为H,a的横截面积为S2;
绳子对a的拉力:
T1=F浮-G1=ρgS1h-G1;
能拉开a需要的最小力:
T2=F压+GA=ρgHS2+G2;
要让水能自动从管中流出,T1≥T2,
即:ρgS1h-G1≥ρgHS2+G2,
∴单独由浮筒P的质量很小、浮筒P的浮力足够大、盖子a比浮筒轻不能满足T1≥T2,故ABC都错;
∵ρgS1h-G1≥ρgHS2+G2,
∴ρgS1h>ρgHS2,
∴S1h>HS2,
∵h<H,
∴S1>S2,故D正确.
故选D.
绳子对a的拉力:
T1=F浮-G1=ρgS1h-G1;
能拉开a需要的最小力:
T2=F压+GA=ρgHS2+G2;
要让水能自动从管中流出,T1≥T2,
即:ρgS1h-G1≥ρgHS2+G2,
∴单独由浮筒P的质量很小、浮筒P的浮力足够大、盖子a比浮筒轻不能满足T1≥T2,故ABC都错;
∵ρgS1h-G1≥ρgHS2+G2,
∴ρgS1h>ρgHS2,
∴S1h>HS2,
∵h<H,
∴S1>S2,故D正确.
故选D.
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