中考压轴题--力学综合 (厕所冲水器)

前言： 这是一道典型的力学综合题，与今年河北省物理中考要求的难度相当，要认真体会它的解题方法做到举一反三，可以用不同方法来求解，关键是领会一种解题的思路和方法。另外一点就是：要重视生活中的物理现象，这是今年及以后中考的方向。例如饮水机，电饼称等涉及到的物理知识。 一定要注意： 力学中的难题要画受力示意图分析从中得到等式。电学难题中一定要画等效电路使杂乱的条件有序地跃然纸上，以获得方程式。 由于老师的精力有限，无法以WORD格式为大家提供本题的电子版。 例题：（11分）（2012•南宁）图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． 有关此题在各地中考中出现的实例： 补充例题：（2012•泸州）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、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． 解： （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=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N； （2）∵F浮=GP+F拉 ∴F拉=F浮﹣GP=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===0.3m 答：（1）浮筒受到的浮力大小为30N