一種廁所不便桶水箱結構如圖2（圖中略去了向水箱中注水裝置）出水口上的橡膠蓋是空心的，放水時它漂浮在水面上，水從...

問題詳情：

一種廁所不便桶水箱結構如圖2（圖中略去了向水箱中注水裝置）出水口上的橡膠蓋是空心的，放水時它漂浮在水面上，水從出口流出，如圖2a，隨著水的流出，水面下降，直到橡膠蓋蓋住出水口，放水過程結束，注水過程中和注滿水後，橡膠蓋都蓋住出水口，如圖2b。

（1）請你判斷，圖2a空心橡膠蓋所受的重力與它所受的浮力大小關係。

（2）請你說明，圖2b中為什麼橡膠蓋能緊緊地蓋住出水口而不浮起。

（3）這種裝置的一個重要特點是每次便桶都要用掉一箱水，為節約用水，請你對橡膠蓋做些改造，使得按下手柄時橡膠蓋抬起放水，放開手柄後橡膠蓋能立即蓋上出水口，停止放水。

【回答】

【解析】

根據空心橡膠蓋漂浮條件判斷:

（1）中的關係；根據浮力產生原因說明

（2）；要使放開手柄後橡膠蓋立即蓋上出水口，橡膠蓋要滿足下沉的條件。

（1）圖2a中放水時空心橡膠蓋漂浮在水面上，所以它所受重力與浮力相等。

（2）圖2b中注水過程和注滿水後橡膠蓋能緊緊蓋在出水口是因為橡膠蓋與出水口緊密接觸，此時橡膠蓋下部沒有水，不受水對它向上壓力，所以不受浮力，則在其自身重力和上部水向下壓力的作用下會蓋住出水口而不浮起。

（3）若要使放開手柄後橡膠蓋就立即蓋上出水口，橡膠蓋就要下沉，重力要大於浮力，因此要將橡膠蓋適當加重，如配重物，或在橡膠蓋內心部分注入沙粒等。

知識點：壓強和浮力單元測試

題型：簡答題