3.五一勞動(dòng)節(jié)期間,小陳同學(xué)借助壓力傳感開關(guān)設(shè)計(jì)了一款向水箱注水的自動(dòng)控制簡易裝置。裝置示意圖如圖所示。其外殼是敞口的長方體容器,容器底面積S
0=6×10
-2m
2,距容器底面h
0處固定一支撐板,圓柱體放在支撐板的正中央。長方體的左下角有智能注水口,水能夠勻速注入長方體容器內(nèi)部,當(dāng)圓柱體剛好浮起時(shí)才會(huì)離開支撐板。隨著液面升高,圓柱體豎直上浮,當(dāng)液面剛好上升到與壓力傳感器底面相平時(shí),停止注水,此時(shí)壓力傳感器對圓柱體有28N的豎直向下的壓力,注水體積為2×10
-2m
3。已知h
0=0.1m,圓柱體底面積S=2×10
-2m
2,圓柱體重12N,支撐板的厚度不計(jì),g取10N/kg。求:
(1)當(dāng)圓柱體剛好浮起時(shí),注入水的體積;
(2)當(dāng)圓柱體仍在支撐板上時(shí),圓柱體上表面到壓力傳感器的距離;
(3)當(dāng)水剛好到達(dá)支撐板時(shí),繼續(xù)注水的體積為V,直至液面剛好上升到壓力傳感器時(shí)停止注水,這段過程中容器底受到的壓強(qiáng)p與注水體積V(單位cm
3)的函數(shù)關(guān)系式。