3.
如图为洗手间的自动冲水装置的示意图,水箱底面积
, 水箱内有一个圆柱浮筒A,其重为
, 底面积为
, 高度为
。一个重力及厚度不计、面积为
的圆形盖片B盖住出水口并紧密贴合.A和B用质量不计、长为
的轻质细杆相连。初始时,A的一部分浸入水中,轻杆对A、B没有力的作用,每次冲水结束后,B会自动合上,堵住出水口。
(1)求A所受浮力的大小;
(2)求A浸入水的深度;
(3)供水管开始缓慢注水后轻杆受力,当水面升高到某位置时,B刚好被拉起使水箱排水,求此时杆对B的拉力大小F;
(4)水箱开始排水时,进水管停止注水。为增大一次的排水量,有人做如下改进:仅将AB之间的轻杆换成相同长度的轻绳。试通过分析说明该方案是否可行?若可行,算出冲水一次增大的排水量。若不可行,说明理由。(浮筒A一直在圆形盖片B正上方)