（2011全国初中应用物理知识竞赛试题）小明的父亲为了解决全家人夏季淋浴问题，想自己动手:作一个太阳淋浴器，他...

问题详情：

（2011全国初中应用物理知识竞赛试题）小明的父亲为了解决全家人夏季淋浴问题，想自己动手:作一个太阳淋浴器，他买来了一个圆柱形金属桶，一个压力传感开关，两个圆柱体以及细线若干。初步设计如图13所示，其中A、B两个圆柱体通过细绳与压力传感开关相连。

己知:圆柱形金属桶的底面积Sl=0.5 m2，高h1=50 c m;压力传感开关的作用是当它受到竖直向下的拉力达到10 N时闭合，通过控制水泵从进水口向桶内注水，当拉力等于4N时断开，水泵停止向桶内注水:两个圆柱体的底面积S2=40 cm2，高h2=12 cm，每个圆柱体重G=6N。要求当水桶内储水量达200 L时停止注水，当储水量剩余40L时开始注水。

请你帮助小明的父亲在其初步设计的基础上，求出满足上述要求的两段细线的长度。(压力传感开关与金属桶间的距离、细绳质量与体积、计算储水量时圆柱体排水体积忽略不计)

【回答】

【解析】圆柱形金属桶内储水量为40L时水深：

H1==m=8×10-2m。

圆柱体所受浮力大小：F1=2×6N-10N=2N。

圆柱体B排水体积：VB排== m3=2×10-4m3.

圆柱体B浸入水中深度：hB==m=5×10-2m.。

圆柱形金属桶内储水量为200L时水深：H2==m=4×10-1m。

圆柱体所受浮力大小：F2=2×6N-4N=8N..。

圆柱体AB排水体积：V ==m3=8×10-4m3.

圆柱体A排水体积：VA排=V- VB=8×10-4m3-40×12×10-6m3.=3.2×10-4m3.

圆柱体A浸入水中深度：hA==m=8×10-2m.。

由h1= LA + H2 + h2- hA

解得压力传感开关与圆柱体A间细线长度：LA=6×10-2m，

由h1= LA + H1+ LB +2h2- hB

解得圆柱体A与圆柱体B间细线长度：LB=1.7×10-1m。

【点评】此题重点考查浮力、物体平衡条件等重点知识，能力要求较高。

知识点：压强和浮力单元测试

题型：计算题