小明同學利用活塞式抽水機吸水時,忽然想到用活塞抽水機吸水時所用壓力與大氣壓和水的深度有關。他靈機一動,想測算一下地下水的深度,他找來刻度尺測出相關數(shù)據(jù),(如圖)并把一個空水桶用繩系在壓柄末端,并使壓柄處于水平位置,逐漸向桶內(nèi)加水,當壓柄開始勻速下落時取下,用桿稱出桶與水總質量為7.85kg.如果當時大氣壓為1標準大氣壓;钊c筒壁摩擦不計g=10N/kg,試計算地下水距地面的深度為多少米?
桶與水重 G=mg=7.85㎏×10N/㎏="78.5N"
活塞面積S="3.14R2"
設壓柄末端為A,則壓柄長為OA, 設OC垂直于連桿,空氣對活塞向下的壓力為F,水對活塞向上的壓力為f,根據(jù)杠桿平衡條件得: G×OA=(F-f)×OC (1)
又因為F="PS" f=(P-ρ水gH)S
所以F-f=ρ水gHS (2) (2)代入(1)得:
H="5m" 所以水深H水=H-h=4m
練習冊系列答案
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下圖1中屬于費力杠桿的是:                                            

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A.逐漸變小B.逐漸變大
C.先逐漸變大,后又變小D.先逐漸變小,后又變大

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