27.某??萍夹〗M參觀完湘江航電樞紐后,了解到船只過(guò)船閘的時(shí)間很長(zhǎng),為此他們?cè)诰W(wǎng)上查閱資料,設(shè)計(jì)了一個(gè)船只升降實(shí)驗(yàn)?zāi)P?。模型中的左右兩個(gè)船廂A、B的容積均為2000cm
3,質(zhì)量均為400g(含配件)?,F(xiàn)關(guān)閉進(jìn)水閥和排水閥,使柱形容器E(質(zhì)量不計(jì))中有足夠多的水,在船廂A、B中各裝入800g的水,整個(gè)裝置靜止后,圓柱體浮筒D浸在水中的深度為8cm,他們依次進(jìn)行了如下(2)-(3)的操作。假設(shè)繩子足夠長(zhǎng),不計(jì)繩重和伸長(zhǎng),浮筒D與容器E始終無(wú)接觸,且容器E的水無(wú)溢出,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中設(shè)法確保裝置平穩(wěn)。忽略摩擦,木頭不吸水(ρ
木<ρ
水,ρ
水=1.0×10
3kg/m
3,g取10N/kg)
(1)船廂中各裝入800g的水后,求每只船廂所受的總重力。
(2)打開進(jìn)水閥,在柱形容器E中注入一定質(zhì)量的水,浮筒D上升,使船廂下降10cm,再關(guān)閉進(jìn)水閥,求
①船廂A的總重力對(duì)A所做的功;
②此時(shí)浮筒D浸入水中的深度。
(3)當(dāng)操作(2)使船廂下降10cm靜止時(shí),壓強(qiáng)傳感器顯示4400Pa:接下來(lái),用手使浮筒D保持此刻位置不變,再在兩邊船廂中同時(shí)放入代表船只的800g木塊后,打開排水閥,放出200cm
3的水后關(guān)閉排水閥,然后松手,浮筒D仍然在原位置保持靜止,繩C的拉力為18N,壓強(qiáng)傳感器顯示4000Pa:然后,把800g木塊同時(shí)從船廂中取出,并在船廂中同時(shí)注滿水,再把900g和1000g的木塊分別放入A、B船廂后,當(dāng)整個(gè)裝置靜時(shí),壓強(qiáng)傳感器的示數(shù)為p
1,最后,打開進(jìn)水閥向容器中緩慢注入m千克水,使壓強(qiáng)傳感器的示數(shù)為3p
1,再關(guān)閉進(jìn)水閥。求浮筒D的質(zhì)量和注入圓柱形容器E中的水的質(zhì)量m。