某校科技小组参观完湘江航电枢纽后,了解到船只过船闸的时间很长,为此他们在网查阅资料,设计了一个船只升降实验模型。模型中的左右两个船厢A、B的容积均为2000cm3,质量均为400g(含配件)。现关闭进水阀和排水阀,使柱形容器E(质量不计)中有足够多的水,在船厢A、B中各装800g的水,整个装置静止后,圆柱体浮筒D浸在水中的深度为8cm,他们依次进行了如下(2)~(3)的操作。假设绳子足够长,不计绳重和伸长,浮筒D与容器E始终无接触,且容器E的水无溢出,实验过程中设法确保装置平稳,忽略摩擦,木头不吸水,ρ木<ρ水。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。

(1)船厢中各装800g的水后,求每只船厢所受的总重力;

(2)打开进水阀,在柱形容器E中注入一定质量的水,浮筒D上升,使船厢下降10cm,再关闭进水阀,求:

①船厢A的总重力对A所做的功;

②此时浮筒D浸入水中的深度;

(3)当操作(2)使船厢下降10cm后静止时,压强传感器柱形容器显示4400Pa;接下来,用手使浮筒D保持此刻位置不变,再在两边船厢中同时放入代表船只的800g木块后,打开排水阀,放出200cm3的水后关闭排水阀,然后松手,浮筒D仍然在原位置保持静止,绳C的拉力为18N,压强传感器显4000Pa;然后,把800g木块同时从船厢中取出,并在船厢中同时注满水,再把900g和1000g的木块分别放入A、B船厢后,当整个装置静止时,压强传感器的示数为p1;最后,打开进水阀向容器中缓慢注入m千克水,使压强传感器的示数为3p1,再关闭进水阀。求浮筒D的质量和注入圆柱形容器E中的水的质量m。

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