Question

如图为冷水自控装置，小水箱与锅炉相连，当杠杆呈水平状态时，浮球三分之二体积露在水面上，塞子B刚好顶住自来水进口．测得浮球体积600厘米³，OC=20厘米，OD=1厘米，水管横截面积为1厘米²，由此算出自来水压强多大？（不计杠杆、连杆、塞子、浮球质量，g取10N/kg）

Answer 1

分析：已知浮球的体积和露出水面的体积，可求浸入水中的体积；根据公式F_浮=ρ_水gV_排可求浮球受到的浮力；
已知动力、动力臂和阻力臂，利用杠杆平衡的条件的条件求出阻力；由于杠杆D点受到的阻力与水对塞子B的作用力相等，再根据压强的计算公式P=

F

S

求出压强的大小．

解答：解：浮球受到的浮力F_浮=F_C=ρ_水gV_排=1000kg/m³×10N/kg×

1

3

×600×10^-6m³=2N；
根据杠杆平衡条件得：F_D=

FC?OC

OD

=

2N×20cm

1cm

=40N；
∵F_B=F_D；
∴P_水=P_B=

FB

S

=

40N

1×10-4m2

=4×10⁵Pa；
答：自来水对塞子B的压强为4×10⁵Pa．

点评：本题综合考查杠杆平衡条件的应用情况和压强公式灵活应用，本类型题要求牢固掌握杠杆和压强知识．