廁所自動沖水裝置中浮筒A

1. 如圖所示是某公共廁所的自動沖水裝置。浮筒A的邊長為20㎝的正方形，蓋片B的面積為80㎝

V物＝a＝（0.2m）＝0.002mF浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1.0×10Kg／m×10N／Kg×0.002m＝20N蓋片受到的壓專強：屬P＝ρgh＝1.0×10Kg／m×10N／Kg×(0.3+0.2)m=5000Pa受到的壓力：
F壓＝Ps＝5000Pa×0.008m＝4N
浮筒A的質量G＝F浮－F壓＝20N－4N＝16N

2. 如圖是某公共廁所的自動沖水裝置，浮筒A是邊長為20cm的正方體，蓋片B的質量為1kg，表面積為80cm²，厚

圖捏？而且1、2問貌似是一樣的吧

3. 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=

4. 如圖是某公共廁所的自動沖水裝置．浮筒A是邊長為20cm的正方體，蓋片B的質量為lkg，表面積為80cm2，厚度不

（1）浮筒A所受的浮力：
F_A=ρ_水gV_A=1000kg/m³×10N/kg×（0.2）³m³=80N．
（2）物體B的重力：
G_B=m_Bg=1kg×10N/kg=10N，
蓋片B對A的拉力版：
F_拉=G_B+F_壓=10N+40N=50N，
由題知，權浮筒A受到的浮力：
F_A=G_A+F_拉，
∴G_A=F_A-F_拉=80N-50N=30N．
∴m_A=

5. 如圖是某公共廁所的自動沖水裝置

考點：壓強的大小及其計算；液體的壓強的計算；浮力大小的計算．

分析：（1）當水箱的水剛好浸沒浮筒A時，水的深度為浮筒邊長和AB長的和，可利用P=ρ水gh計算出水對蓋片B的壓強，再利用公式F=PS算出水對蓋片B的壓力．
（2）當供水管流進水箱的水剛好浸沒浮筒A時，蓋片B被拉開，此時蓋片B下無水，蓋片只受到水向下的壓力所以浮筒A受到的浮力等於A的重力、B的重力、B受到水向下的壓力的和．先利用公式F浮=ρ水gV排求出A受到的浮力，再利用浮力等於A的重力、B的重力、B受到水向下的壓力的和可求得浮筒A的質量．
（3）當浮筒A受到浮力等於A的重力、B的重力的和時，蓋片B會自動關上．可設出浮筒A浸入水中的深度，利用浮筒A受到浮力等於A的重力、B的重力的和的等量關系求出水的深度．
解答：解：（1）P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa，
FB=PSB=5×103Pa×80×10-4m2=40N．
答：水對蓋片B的壓力是40N．
（2）浮筒A所受的浮力FA=ρ水gVA=1000kg/m3×10N/kg×0.23m3=80N．
根據題意有FA=mAg+mBg+FB，
所以mA=FA浮-F壓-mBg g=80N-40N-1kg×10N/kg10N/kg=3kg，
答：浮筒A的質量是3kg．
（3）設浮筒A浸入水中的深度為h時蓋片自動蓋住管口，
則此時A受到的浮力為：FA浮′=ρ水gVA排=0.04m2•ρ水gh，
根據題意有：FA浮′=mAg+mBg，
即：0.04m2•ρ水gh=mAg+mBg，
∴h=mA+mB0.04m2×1×103kg/m3=3kg+1kg0.04m2×1×103kg/m3=0.1m=10cm，
水深為30cm+10cm=40cm．
答：當水箱中的水深40cm時，蓋片B又自動關上．
點評：本題考查壓力、質量、浮力、深度以及液體壓強的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是對物體受力的分析和水箱中水的深度的計算．

6. 某車站廁所的自動沖水裝置，圓柱體浮筒A的底面積為400cm2,高為0.2m.蓋片B面積為60cm2練級AB的長為0.3m體積

下圖是某車站廁所的自動沖水裝置，圓柱體浮筒A的底面積為400cm2，高為0.2m，蓋片B的面積為60cm2（蓋片B的質量，厚度不計）。連接AB是長為0.3m、體積和質量都不計的硬桿。當流進水箱的水剛好浸沒浮筒A時，蓋片B被撇開，水通過排水管流出沖洗廁所。（已知水的密度為1×103kg/m3，g=10N/kg）。請解答下列問題：
（1）當水箱的水剛好浸沒浮筒A時，水對蓋片B的壓力是多少？
（2）浮筒A的重力是多少？（3）水箱中水多深時蓋片B又自動關上？
正解答案：
解：（1）P＝ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa
F＝Ps=5000Pa×60×10-4m2=30N
（2）F全浮＝ρ水V全排g=1×103kg/m3×(400×10-4m2×0.2m)×10N/kg=80N
GA＝F全浮－F＝80N－30N＝50N
（3）設圓柱體浮筒A浸在水中的深度為h1時，蓋片B又自動關上則F浮＝GA
即ρ水V排g=GA
1×103kg/m3×(400×10-4m2×h1)×10N/kg=50N
h1=0.125m
∴水箱中水的深度h2=0.125m+0.3m=0.425m

7. 如圖是某車站廁所的自動沖水裝置，圓柱體浮筒A的底面積為400cm2，高為0.2m，蓋片B的面積為60cm2（蓋片B的

（1）當水箱的水剛好浸沒浮筒A時，水深：
h=0.3m+0.2m=0.5m，
水對蓋片B的壓強：
p=ρgh=1×專10³kg/m³×10N/kg×0.5m=5000Pa，
水對蓋片B的壓力：
F=pS=5000Pa×60×10^-4m²=30N；
（屬2）∵力的作用是相互的，
∴桿對浮筒的拉力等於水對蓋片B的壓力，
即：F′=30N，
當水箱的水剛好浸沒浮筒A時，浮筒受到的浮力：
F_全浮=ρ_水V_全排g=1×10³kg/m³×400×10^-4m²×0.2m×10N/kg=80N，
∵浮筒受到的浮力等於浮筒重加上桿對浮筒的拉力，即F_全浮=G_A+F′，
∴浮筒A的重力：
G_A=F_全浮-F′=80N-30N=50N；
（3）根據浮力產生的原因可知：當水管中沒有水流出時，蓋片B不受浮力，因為蓋片下方無水，不存在水對其的壓力差；
答：（1）當水箱的水剛好浸沒浮筒A時，水對蓋片B的壓力是30N；
（2）浮筒A的重力是50N；
（3）不受浮力作用，因為不存在水產生的壓力差．

8. 如圖所示是某公共廁所的自動沖水裝置．浮筒A是邊長為20cm的正方體，蓋片B的面積為80cm2（蓋片B質量、厚度

（1）V=0.2m×0.2m×0.2m=0.008m³，源
當供水管流進水箱的水剛好浸沒浮筒A時．V_排=V，
浮筒A浸沒時受到的浮力F_浮A=ρgV_排=1000kg/m³×10N/kg×0.008m³=80N．
答：浮筒A浸沒時受到的浮力有80N．
（2）水的深度h=20cm+30cm=50cm=0.5m，
P=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.5m=5×10³Pa，
F=PS_B=5×10³Pa×80×10^-4m²=40N．
答：水對蓋片B的壓力是40N．