如图ZX2－9所示是某课外科技小组的同学设计的厕所自动冲水装置的示意图，它在自来水管持续供给的较小量的水储备到...
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问题详情：
如图ZX2－9所示是某课外科技小组的同学设计的厕所自动冲水装置的示意图，它在自来水管持续供给的较小量的水储备到一定量后，自动开启放水阀门，冲洗厕所。实心圆柱体浮体A的质量为5.6kg，高为0.18m，阀门B的面积为7.5×10－3m2；连接A、B的是体积和质量都不计的硬杆，长为0.16m。当浮体A露出水面的高度只有0.02m时，阀门B恰好被打开，水箱中的水通过排水管开始排出。已知水的密度为1×103kg/m3，不计阀门B的质量和厚度。当水箱开始排水时，求：
(1)浮体A受到的重力；
(2)水对阀门B的压强和压力；
(3)浮体A受到的浮力；
(4)浮体A的密度。
【回答】
解：(1)浮体A受到的重力为G＝mg＝5.6 kg×9.8 N/kg＝54.88 N。
(2)阀门B处水的深度为h＝(0.18 m－0.02 m)＋0.16 m＝0.32 m，
所以，水对阀门B的压强为p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.32 m＝3.136×103 Pa。
水对阀门B的压力为F＝pSB＝3.136×103 Pa×7.5×10－3 m2＝23.52 N。
(3)当阀门B被打开时，浮体A受到的浮力为F浮＝G＋F＝54.88 N＋23.52 N＝78.4 N。
(4)设浮体A的底面积为S，
根据题意得ρ水gS(0.18 m－0.02 m)＝5.6 kg×g＋ρ水g(0.16 m＋0.16 m)×7.5×10－3 m2，
解得S＝0.05 m2，
浮体A的密度为ρA＝
≈0.62×103 kg/m3。
知识点：压强和浮力单元测试
题型：计算题
