历年来的经典物理中考题

（图在这里无法显示）
育红学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型,这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后,自动开启放水阀门,冲刷便池中的污物.图21是这种水箱模型的主要部件的截面示意图.图中水箱A是一个边长为50cm的正方体;浮筒B是一个质量为0.2kg的空心圆柱体,其底面积SA为80cm2,高为35cm;放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体,其底面积Sc为55cm2,厚度d为1.5cm;放水阀门C能将排水管口恰好盖严,阀门上固定一根轻绳与浮筒相连,绳的长度l为10cm.请你计算出水箱中的水深H至少为多少时,浮筒B刚好能将放水阀门C打开
【解题思路和方法】
这是一道利用压强,浮力等知识解决实际问题的综合题,涉及的物理公式,物理过程比较多.对于这样的题目,同学们不要急于求解,先根据所求量和已知量对物理过程进行分析,形成解题思路,再具体运算.
分析方法:要求水箱中水的深度,根据图21,已知细线的长度,阀门C的厚度,如果再知道浮筒B在水中的深度即可.浮筒B在水中的深度由它的受力情况决定.
对浮筒B进行受力分析:受到向上的浮力,向下的重力,阀门对它向下的拉力.因为B静止,有:F浮= GB+ F拉 ,根据阿基米德原理,F浮中含有B在水中的体积即在水中的深度,但F拉的大小不知道.
对阀门C进行受力分析:受到向上的拉力和向下的压力.因为C静止,有:F拉 = F压
而C受的拉力大小等于C对B的拉力大小,又F压=PSC ,P=ρ(h+l)g
分析到此,同学们可看出,利用F浮= GB+ F拉可求出B在水中的深度,进而求出水箱中水的深度.
【参考答案】
设浮子B浸入水中的深度为h时阀门C刚好被拉开.
以B为研究对象,受力分析如图甲所示
F浮= GB+ F拉
以C为研究对象,受力分析如图乙所示
F拉 = F压
因为F拉= F拉
所以 F浮= GB + F压
ρ水gSBh= mBg +ρ水gSC(h +l )
带入数据解得:h= 30cm
则水深为:H=h+ l+d
=30cm+10cm+1.5cm
=41.5