如圖所示,是一臺(tái)飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,控水槽中浮體與閥門固定相連,水桶中水流向控水槽,使浮體和閥門上升,控水槽中水位上升到一定程度時(shí),閥門關(guān)閉,桶內(nèi)的水停止向控水槽流動(dòng).已知閥門的橫截面積為1cm2,不計(jì)大氣壓強(qiáng),浮體和閥門的總重力為0.1N(g取10N/㎏)求:
(1)若一桶飲用水的最高水位達(dá)45cm,此時(shí)閥門受到水向下的壓強(qiáng)是多少?
(2)為有效關(guān)閉閥門,此飲水機(jī)的浮體體積至少為多大?

解:(1)閥門受到水向下的壓強(qiáng) p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.45m=4.5×103Pa;
(2)閥門受到的壓力 F=ps=4.5×103Pa×1×10-4m2=0.45N;
浮體受到的浮力F浮力=F+G=0.45N+0.1N=0.55N;
飲水機(jī)的浮體體積v===55×10-6m3=55cm3;
答:(1)若一桶飲用水的最高水位達(dá)45cm,此時(shí)閥門受到水向下的壓強(qiáng)是4.5×103Pa;
(2)為有效關(guān)閉閥門,此飲水機(jī)的浮體體積至少為55cm3
分析:(1)已知了水的密度和深度,直接代入液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式計(jì)算即可;
(2)已知閥門受到的壓強(qiáng)和閥門的面積利用壓強(qiáng)的計(jì)算公式可以計(jì)算出閥門上的壓力;
對(duì)浮體的受力分析可知它共受到3個(gè)力即浮力、重力、支持力(大小等于壓力),其關(guān)系為 浮力=重力+支持力,計(jì)算出浮體受到的浮力;然后利用阿基米德原理計(jì)算出浮體體積.
點(diǎn)評(píng):此題考查的是液體壓強(qiáng)的計(jì)算方法,以及壓力、浮力的結(jié)合計(jì)算,難度大.計(jì)算過(guò)程注意單位的換算問(wèn)題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

小明家新買了一臺(tái)飲水機(jī),銘牌如圖所示.小明的父母經(jīng)常為夜間是否要關(guān)閉飲水機(jī)而發(fā)生爭(zhēng)執(zhí):媽媽認(rèn)為應(yīng)該關(guān)機(jī),理由是飲水機(jī)在夜間無(wú)人飲水時(shí)仍在對(duì)熱水包里的水間歇性加熱,白白消耗電能.爸爸則認(rèn)為不該關(guān)機(jī),因?yàn)榈诙熘匦麻_(kāi)機(jī)為涼水加熱會(huì)消耗更多的電能.于是小明決定用實(shí)驗(yàn)來(lái)化解父母的爭(zhēng)執(zhí).
額定電壓220V 熱水包容積1.2L
額定頻率50Hz 冷水包容積0.5L
制熱功率500W 保險(xiǎn)柜容積16L
制冷功率98W 防漏電類型 I類
第一天晚上十點(diǎn),他關(guān)掉家中的其他用電器,只啟用飲水機(jī)的加熱功能,記下此時(shí)電能表的示數(shù)376.1.第二天早晨六點(diǎn)鐘,熱水包里的水溫達(dá)到預(yù)定溫度90℃,他又讀出電能表的示數(shù)為376.4.
第二天晚上十點(diǎn),他將飲水機(jī)關(guān)閉,次日早晨啟動(dòng)飲水機(jī)將熱水包中30℃的水加熱到預(yù)定溫度90℃,用時(shí)12min.
(1)熱水包中30℃的水加熱到90℃所吸收的熱量.(水的密度是1.0×103kg/m3,水的比熱容是4.2x103J/(kg?℃)
(2)根據(jù)銘牌計(jì)算第二天燒水時(shí)消耗的電能.
(3)請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算判斷:小明的爸爸媽媽誰(shuí)說(shuō)得對(duì)?

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

(2011?貢井區(qū)模擬)某中學(xué)為解決同學(xué)們的飲水問(wèn)題,給每個(gè)班級(jí)配備了一臺(tái)飲水機(jī),如圖所示是該類型的飲水機(jī)的工作電路原理圖,圖中R1、R2是發(fā)熱電阻,S1是自動(dòng)控制開(kāi)關(guān),S2是電源開(kāi)關(guān),當(dāng)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí),電路消耗的功率是500W;當(dāng)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí),電路消耗的功率是10W.李倩同學(xué)對(duì)本班的飲水機(jī)工作情況作了如下統(tǒng)計(jì):①飲水機(jī)平均每天通電8小時(shí);②飲水機(jī)平均每天加熱和保溫的時(shí)間之比為1:4;③炎熱的夏天,該班平均每天要喝1.5桶(約35L)純凈水;據(jù)此請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)幫助李倩同學(xué)解決以下問(wèn)題:
(1)說(shuō)明開(kāi)關(guān)S1.S2的通、斷與飲水機(jī)工作狀態(tài)的關(guān)系,并計(jì)算電路中R1、R2的值;
(2)該飲水機(jī)每天消耗的電能為多少?
(3)若每桶水8元,電價(jià)0.5元/度,則該班每天用于飲水機(jī)的班費(fèi)為多少元?

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科目:初中物理 來(lái)源:2012-2013學(xué)年山東省濟(jì)南市孫集中學(xué)九年級(jí)(上)期末物理試卷(解析版) 題型:解答題

小明家新買了一臺(tái)飲水機(jī),銘牌如圖所示.小明的父母經(jīng)常為夜間是否要關(guān)閉飲水機(jī)而發(fā)生爭(zhēng)執(zhí):媽媽認(rèn)為應(yīng)該關(guān)機(jī),理由是飲水機(jī)在夜間無(wú)人飲水時(shí)仍在對(duì)熱水包里的水間歇性加熱,白白消耗電能.爸爸則認(rèn)為不該關(guān)機(jī),因?yàn)榈诙熘匦麻_(kāi)機(jī)為涼水加熱會(huì)消耗更多的電能.于是小明決定用實(shí)驗(yàn)來(lái)化解父母的爭(zhēng)執(zhí).
額定電壓220V熱水包容積1.2L
額定頻率50Hz冷水包容積0.5L
制熱功率500W保險(xiǎn)柜容積16L
制冷功率98W防漏電類型 I類
第一天晚上十點(diǎn),他關(guān)掉家中的其他用電器,只啟用飲水機(jī)的加熱功能,記下此時(shí)電能表的示數(shù)376.1.第二天早晨六點(diǎn)鐘,熱水包里的水溫達(dá)到預(yù)定溫度90℃,他又讀出電能表的示數(shù)為376.4.
第二天晚上十點(diǎn),他將飲水機(jī)關(guān)閉,次日早晨啟動(dòng)飲水機(jī)將熱水包中30℃的水加熱到預(yù)定溫度90℃,用時(shí)12min.
(1)熱水包中30℃的水加熱到90℃所吸收的熱量.
(2)根據(jù)銘牌計(jì)算第二天燒水時(shí)消耗的電能.
(3)請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算判斷:小明的爸爸媽媽誰(shuí)說(shuō)得對(duì)?

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科目:初中物理 來(lái)源:2012年山東省德州市禹城市辛店中學(xué)中考物理一模試卷(二)(解析版) 題型:解答題

小明家新買了一臺(tái)飲水機(jī),銘牌如圖所示.小明的父母經(jīng)常為夜間是否要關(guān)閉飲水機(jī)而發(fā)生爭(zhēng)執(zhí):媽媽認(rèn)為應(yīng)該關(guān)機(jī),理由是飲水機(jī)在夜間無(wú)人飲水時(shí)仍在對(duì)熱水包里的水間歇性加熱,白白消耗電能.爸爸則認(rèn)為不該關(guān)機(jī),因?yàn)榈诙熘匦麻_(kāi)機(jī)為涼水加熱會(huì)消耗更多的電能.于是小明決定用實(shí)驗(yàn)來(lái)化解父母的爭(zhēng)執(zhí).
額定電壓220V熱水包容積1.2L
額定頻率50Hz冷水包容積0.5L
制熱功率500W保險(xiǎn)柜容積16L
制冷功率98W防漏電類型 I類
第一天晚上十點(diǎn),他關(guān)掉家中的其他用電器,只啟用飲水機(jī)的加熱功能,記下此時(shí)電能表的示數(shù)376.1.第二天早晨六點(diǎn)鐘,熱水包里的水溫達(dá)到預(yù)定溫度90℃,他又讀出電能表的示數(shù)為376.4.
第二天晚上十點(diǎn),他將飲水機(jī)關(guān)閉,次日早晨啟動(dòng)飲水機(jī)將熱水包中30℃的水加熱到預(yù)定溫度90℃,用時(shí)12min.
(1)熱水包中30℃的水加熱到90℃所吸收的熱量.
(2)根據(jù)銘牌計(jì)算第二天燒水時(shí)消耗的電能.
(3)請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算判斷:小明的爸爸媽媽誰(shuí)說(shuō)得對(duì)?

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科目:初中物理 來(lái)源:2010年天津市中考物理模擬試卷(二)(解析版) 題型:解答題

某中學(xué)為解決同學(xué)們的飲水問(wèn)題,給每個(gè)班級(jí)配備了一臺(tái)飲水機(jī),如圖所示是該類型的飲水機(jī)的工作電路原理圖,圖中R1、R2是發(fā)熱電阻,S1是自動(dòng)控制開(kāi)關(guān),S2是電源開(kāi)關(guān),當(dāng)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí),電路消耗的功率是500W;當(dāng)飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)時(shí),電路消耗的功率是10W.李倩同學(xué)對(duì)本班的飲水機(jī)工作情況作了如下統(tǒng)計(jì):①飲水機(jī)平均每天通電8小時(shí);②飲水機(jī)平均每天加熱和保溫的時(shí)間之比為1:4;③炎熱的夏天,該班平均每天要喝1.5桶(約35L)純凈水;據(jù)此請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)幫助李倩同學(xué)解決以下問(wèn)題:
(1)說(shuō)明開(kāi)關(guān)S1.S2的通、斷與飲水機(jī)工作狀態(tài)的關(guān)系,并計(jì)算電路中R1、R2的值;
(2)該飲水機(jī)每天消耗的電能為多少?
(3)若每桶水8元,電價(jià)0.5元/度,則該班每天用于飲水機(jī)的班費(fèi)為多少元?

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