Question

一種廁所水箱結(jié)構(gòu)如圖（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(shí)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(guò)程結(jié)束，注水過(guò)程中和注滿(mǎn)水后，橡膠蓋都蓋住出水口，如圖2b。

（1）請(qǐng)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(guān)系。

（2）請(qǐng)你說(shuō)明，圖2b中為什么橡膠蓋能緊緊地蓋住出水口而不浮起。

（3）這種裝置的一個(gè)重要特點(diǎn)是每次便桶都要用掉一箱水，為節(jié)約用水，請(qǐng)你對(duì)橡膠蓋做些改造，使得按下手柄時(shí)橡膠蓋抬起放水，放開(kāi)手柄后橡膠蓋能立即蓋上出水口，停止放水。

Answer 1

（1）圖2a中放水時(shí)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(guò)程和注滿(mǎn)水后橡膠蓋能緊緊蓋在出水口是因?yàn)橄鹉z蓋與出水口緊密接觸，此時(shí)橡膠蓋下部沒(méi)有水，不受水對(duì)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(huì)蓋住出水口而不浮起。

（3）若要使放開(kāi)手柄后橡膠蓋就立即蓋上出水口，橡膠蓋就要下沉，重力要大于浮力，因此要將橡膠蓋適當(dāng)加重，如配重物，或在橡膠蓋內(nèi)心部分注入沙粒等。