如图是常见的厕所自动冲水装置原理图，水箱内有质量m1=0.4kg，体积V=3×10﹣3m3的浮筒P，另有一厚度不计，质量m2=0.2kg，面积S=8×10﹣3m2的盖板Q盖在水箱底部的排水管上．用细线将P、

Question

如图是常见的厕所自动冲水装置原理图，水箱内有质量m ₁ =0.4kg，体积V=3×10 ^﹣3m3 的浮筒P，另有一厚度不计，质量m ₂ =0.2kg，面积S=8×10 ^﹣3m2 的盖板Q盖在水箱底部的排水管上．用细线将P、Q连接，当供水管流进水箱的水使浮筒刚好完全浸没时，盖板Q恰好被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所．当盖板Q恰好被拉开的瞬间，求（g=10N/kg）
（1）浮筒受到的浮力大小；
（2）细线对浮筒P的拉力大小；
（3）水箱中水的深度．

Answer 1

（1）浮筒受到的浮力大小为30N；（2）细线对浮筒P的拉力大小为26N；（3）水箱中水的深度为0.3m

（1）浮筒P排开水的体积：
V _排 =V=3×10 ^﹣3m3 ，
浮筒P所受的浮力：
F _浮 =ρ _水 gV _排 =1.0×10 ³ kg/m ³ ×10N/kg×3×10 ^﹣3m3 =30N；
（2）∵F _浮 =G _P +F _拉
∴F _拉 =F _浮 ﹣G _P =30N﹣0.4kg×10N/kg=26N；
（3）∵盖板Q恰好被拉开，
∴G _盖 +F _压 =F _拉 =26N，
F _压 =F _拉 ﹣G _盖 =26N﹣0.2kg×10N/kg=24N，
∵F _压 =pS=ρghS，
∴h= = =0.3mm