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如图是一个太阳能淋浴器储水箱的示意图.主要由一个圆柱形金属水桶、一个压力传感开关和一个长方体组成,其中长方体通过细绳与压力传感开关相连.压力传感开关的作用是:当它受到

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如图是一个太阳能淋浴器储水箱的示意图.主要由一个圆柱形金属水桶、一个压力传感开关和一个长方体组成,其中长方体通过细绳与压力传感开关相连.
压力传感开关的作用是:当它受到绳子竖直向下的拉力达到10N时闭合,控制水泵从进水口开始向桶内注水,此时,水面刚好与长方体的下表面相平,水桶内储水高度为h1=8cm;当它受到绳子的拉力等于6N时断开,水泵停止向桶内注水,此时,水刚好浸没长方体的上表面,水桶内储水高度为h2=40cm.已知水桶的底面积为O.5m2.(g=10N/kg)求:

(1)水泵开始注水时,水对水桶底部的压强是多少?水桶内储水的质量是多少?
(2)水泵停止向桶内注水时,长方体受到的浮力是多少?
(3)长方体的密度是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)水泵开始注水时,h=8cm=0.08m,
水桶底部的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,
水桶内水的体积:
v=sh=0.5m2×0.08m=0.04m3
水桶内水的质量:
m=ρv=1×103kg/m3×0.04m3=40kg;
(2)由题知,水泵开始注水时,水面刚好与长方体的下表面相平,长方体的重等于绳子的拉力,即G=10N,
当它受到绳子的拉力等于6N时,水刚好浸没长方体的上表面,此时长方体的重G=6N+F
∴长方体受到的浮力:
F=G-6N=10N-6N=4N;
(3)长方体浸没水中时,Fvg,
∴长方体的体积:
v′=
F
ρ水g
=
4N
1×103kg/m3×10N/kg
=4×10-4m3
长方体的质量:
m′=
G
g
=
10N
10N/kg
=1kg,
长方体的密度:
ρ=
m′
v′
=
1kg
4×10−4m3
=2.5×103kg/m3
答:(1)水泵开始注水时,水对水桶底部的压强是800Pa,水桶内储水的质量是40kg;
(2)水泵停止向桶内注水时,长方体受到的浮力是4N;
(3)长方体的密度是2.5×103kg/m3
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