一道初中物理问题(关于浮力的)
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发布时间：2023-07-19 13:44
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时间：2024-10-06 22:41
水位到达10cm后，当圆筒受到的浮力增大量⊿F等于盖片的重力G和盖片受到的水的压力f时，盖片被拉起放水。盖片一旦被拉起，其上下水压平衡，从而水位慢慢降低，当降低到⊿F等于盖片的重力G时，盖片再次合拢。
假设第一个临界情况：圆筒受到的浮力增大量⊿F等于盖片的重力G和盖片受到的水的压力f时为情况1，此时水位比10cm又上升了h1：
此时有 ⊿F1=G+f
即：1000*10*0.02h1=0.01*1000*10(h1+0.1)+5
可得h1=0.15,因为供水箱的截面积为0.2,浮筒的截面积为0.02,
从而此时增加水0.15*(0.2-0.02)=0.027立方米
每分钟可增加水0.2/60立方米，
从而水位10cm之后，再经过0.027/(0.2/60)=3.24分钟，水箱第一次放水。
从没水开始算的话经过(0.1*0.2+0.027)/ (0.2/60)=5.64分钟
假设第二个临界情况：盖片一旦被拉起，其上下水压平衡，从而水位慢慢降低，当降低到⊿F等于盖片的重力G时，盖片再次合拢时为情况2，此时水位比10cm高h2：
此时有 ⊿F2=G
即：1000*10*0.02h2=5，可得h2=0.025，⊿h=h1-h2=0.125m
⊿t=0.125*(0.2-0.02)/(0.2/60)=2.7（分钟）
从而，我们知道，当水箱从没水开始经过5.64分钟开始第一次放水（放10cm需要2.4分钟，到掀起盖片又需要3.24分钟），以后每隔2.7分钟放水一次。
(如果浮筒底面积相对于供水箱的底面积可以忽略不计的话，计算加入水的体积时所用到的底面积则可不减去浮筒的底面积，那样的话，得出的最后结果为：从没水到第一次放水为6分钟，以后每隔3分钟放水一次)
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时间：2024-10-06 22:41
