小明設計了一個自動放水裝置

ρ _水 S （來 h + d ）

C. 小明給雞發明的自動飲水裝置,你知道是什麼原理嗎(一個大盆里裝著水,盆正中倒放有一個裝有大半瓶水的瓶子)

水盆里有水時，水面封閉瓶口，大氣壓將水壓在瓶內。雞喝水水面下降，低於瓶口失去密封，瓶內水流入盆內，水面升高封住瓶口，繼續保持密封。
這樣就節省人力不停給雞添水的麻煩。

D. 學了初中物理，小明製作一個自動沖水裝置.浮筒a的高度是多少

如圖是常見的廁所自動沖水裝置原理圖，水箱內有質量m1=0.4kg，體積V=3×10﹣3m3的浮筒專P，另有一厚度不計屬，質量m2=0.2kg，面積S=8×10﹣3m2的蓋板Q蓋在水箱底部的排水管上．用細線將P、Q連接，當供水管流進水箱的水使浮筒剛好完全浸沒時，蓋板Q恰好被拉開，水通過排水管流出沖洗廁所．當蓋板Q恰好被拉開的瞬間， 求（g=10N/kg）
（1）浮筒受到的浮力大小；
（2）細線對浮筒P的拉力大小；
（3）水箱中水的深度．

解：
（1）浮筒P排開水的體積：
V排=V=3×10﹣3m3，
浮筒P所受的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N；
（2）
∵F浮=GP+F拉
∴F拉=F浮﹣GP=30N﹣0.4kg×10N/kg=26N；
（3）
∵蓋板Q恰好被拉開，
∴G蓋+F壓=F拉=26N，
F壓=F拉﹣G蓋=26N﹣0.2kg×10N/kg=24N，
∵F壓=pS=ρghS，
∴h=

E. 小明為家中的盆景設計了一個自動供水裝置，如圖，用一個塑料瓶裝滿水倒放在盆景盤中，

利用了大氣壓。
當瓶內水流出時，外邊的水面上升。當水面上升到瓶口，外部氣體無法進入瓶內，大氣壓作用在水面上，並通過水把壓強傳遞到瓶內，支撐起水柱，水停止流出。

F. 同問小明為家中的盆景設計了一個自動供水裝置，為什麼水流出後瓶中會有氣體，難道不是真空嗎

不是真空，因為題中已經說明有空氣進入瓶中，而且必須有空氣在瓶中，水才能流出，如果瓶內是真空條件，則水被大氣壓壓著，無法流出

G. 小明設計了一個公廁中的自動沖刷廁所的水箱。這種水箱能把自來水管持續供給的較小流量的水……

你就算管子的流量就知道了賽，如果水箱的是100升，那麼水管每分鍾的流量是50升，就2分鍾就滿了嘛

H. 小明設計了一個公廁中的自動沖刷廁所的水箱．這種水箱能把自來水管持續供給的較小流量的水儲備到一定量後

（1）已知：h₀=10cm=0.1m，d₂=8cm=0.08m，m=0.4kg，ρ_水=10³kg/m³，d₁=8cm=0.08m，g=10N/kg．
設水箱中水面高度為h時，連桿對閥門A的拉力為T，此時閥門剛好可被拉開．
此時浮子B浸入水中的深度是：h-h₀，
排開的水的體積是：V_排=S（h-h₀）=π（

d2

2

）²（h-h₀）
受到的浮力：F_浮=ρ_水gπ（

d2

2

）²（h-h₀）
對浮子B根據平衡條件有：mg+T=F_浮=ρ_水gπ（

d2

2

）²（h-h₀）…①
即：0.4kg×10N/kg+T=10³kg/m³×10N/kg×π×（

0.08m

2

）²（h-0.1m）…②
對放水閥門A根據杠桿的平衡條件有：Td₁=ρ_水gπ（

d1

2

）²h

d1

2

即：T×0.08m=10³kg/m³×10N/kg×π×（

0.08m

2

）²×h×0.04m…③
聯立②③式可解得：h≈0.36m．
所以水箱體的高度要至少為0.36m．
（2）已知：邊長l=40cm，Q=0.2m³/h．
當水位達到設計高度時，水箱內水的體積為：V_箱=l²h-V_排=（0.4m）²×0.36m-π×（

0.08m

2

）²（0.36m-0.1m）=0.058m³-0.0013m³=0.0567m³，
自來水管的流量Q=0.2m³/h蓄滿一箱水所用時間
t=

V箱

Q

=

0.0567m3

0.2m3/h

=0.2835h≈17min
所以，水箱放水的時間間隔約17min．
答：（1）水箱體至少0.36m，水才不會從水箱上部溢出．
（2）如果自來水管的流量為0.2m³/h，該水箱某次放水結束到下次開始放水的時間間隔約為17分鍾．

I. 小明設計了一個公廁中的自動沖刷廁所的自動

設水箱中水面高度為
h
時，連桿對閥門
A
的拉力為
T
，此時閥門剛好可被拉
對浮子
B
根據平衡條件專有：
mg
＋
T
＝
F
浮

其中

F
浮
＝

g(h
－
h
0
)
對放屬水閥門
A
根據杠桿的平衡條件有：
Td
1
=

gh
聯立可解得：
h=0.36m
所以水箱體的高度至少為
0.36m
。

（
2
）一箱水的體積為：
V
箱
=l2h
＝（
0.4m
）
2×
0.36m
＝
0.058m
3

自來水管的流量
Q
＝
0.2m
3
/h
蓄滿一箱水所用時間
t=17.4min
所以，水箱放水的時間間隔約
17.4min

J. 小明為家中的盆景設計了一個自動供水裝置

利用了大氣壓.
當瓶內水流出時,外邊的水面上升.當水面上升到瓶口,外部氣體無法進入瓶內,大氣壓作用在水面上,並通過水把壓強傳遞到瓶內,支撐起水柱,水停止流出.