为了监测水库的水位,小明设计了利用电子秤显示水库水位的装置。该装置由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成,且杠杠始终在水平位置平衡,OC:OD=1:2,如图21所示。已知A的体积为0.03m3,A所受的重力伪=600N,B所受的重力为110N;当水位上涨到与A的上表面相平时,水面到水库底部的距离h=20m。不计滑轮和绳的重力与摩擦。已知水的密度为1x103kg/m3.求:
(l)水库底部受到水的压强;
(2)A受到的浮力;
(3)此时电子秤受到B对它的压力
解析:
(1)底部受到的压强是:
P=ρ水gh=1x103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa
(2)其受到的浮力是:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1x103kg/m3×10N/kg×0.03m3
=300N
(3)绳子对A的拉力是:
FA=GA-F浮=600N-300N=600N
绳子对C端的拉力:
FC=
1
FA=
×300N=100N
n
3
现设绳子对D的拉力为FD,则根据杠杆平衡的条件得
FC×OC=FD×OD 即
FD=
OC
×100N=50N
OD
2
此时弹簧秤受到的压力是:
F=GB-FD=110N-50N=60N
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