题目内容
某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．如图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SB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？
分析：由题中模型可知当C被拉起时水会放出，故将B、C看作一个整体进行分析，由受力分析可知BC整体受到B的重力、C受液体的压力及B受液体的浮力，由平衡条件可知当向上的浮力与向下的重力及水对C的压力相等时C刚好被打开．
解答：解：取B、C整体为研究对象，受力分析由平衡条件得F浮=GB+FC
而水对阀门C的压力FC=ρg（H-d）×SC
B受到的浮力F浮=ρgV=ρg（H-l-d）SB
GB=mg联立以上各式得
ρg（H-l-d）SB=GB+ρg（H-d）×SC
H=
=
+d+
l
代入数据得：H=
+0.015m+
×0.1m=0.415m
答：当水箱中的水至少为0.415m时，C被打开．
而水对阀门C的压力FC=ρg（H-d）×SC
B受到的浮力F浮=ρgV=ρg（H-l-d）SB
GB=mg联立以上各式得
ρg（H-l-d）SB=GB+ρg（H-d）×SC
H=
| GB+ρg(dSB+lSB-dSC) |
| ρg(SB-SC) |
| m |
| ρ(SB-SC) |
| SB |
| SB-SC |
代入数据得：H=
| 0.2kg |
| 1×103 kg/m3( 0.8×10-3m2-5.5×10-3m2) |
| 8.0×10-3m2 |
| 8×10-3m2-5.5×10-3m2 |
答：当水箱中的水至少为0.415m时，C被打开．
点评：整体法为物理学中一常见方法，一定要能灵活的选择研究对象并能对其进行受力分析，从而找到解决问题的方法．
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某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．如图是这种水箱模型的主要部件的截面示意图．图中水箱A是一个底面积为200cm2的圆柱桶，桶的深度为60cm，上面敞口．浮筒B是一个质量为m=0.2kg的空心密封圆柱体，其底面积S1为80cm2，高为30cm；放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，其底面积S2为40cm2，厚度d为1cm；放水阀门C能将排水管口恰好盖严，阀门上固定一根轻杆与浮筒相连，杆的长度为L．当水箱中的水深达到H时，浮筒B刚好能将放水阀门C打开．问
