有關浮力自動裝置設計

『叄』 初二物理題 圖為一種設計中的牲畜飲用水自動裝置

四、（13 分）參考解答
（1）此裝置應用了壓強、浮力、連通器、力的平衡等物理知識。…………………………（2分）
（2）以ABC為一整體進行受力分析：
ABC整體受到重力、水箱及其中的水向下的飯力和向上的浮力………………………………（1分）
當浮球受到的向上的浮力大於底蓋A、豎桿B和浮球C受到的重力及水箱中的水對底蓋A向下的壓力的合力時，底蓋A會頂住水箱的出水孔．不再有水從水箱流入飲水池…………………………（1分）
底蓋A、豎桿B和浮球C受到的重力G=mg=(600×10-3kg+400×10-3kg)×10N/kg=10N……（1分）
水箱中蓄滿水時，由公式p=ρgh及p=F/S得：
水箱中的水對底蓋A向下的壓力
F=ρghS=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m×30×10-4m2=18N……………………………………（1分）
由阿基米德原理，可得浮球受到的最大浮力
F浮m=ρ水gV排m=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N ……………………………………（1分）
因為在水箱中蓄滿水時，浮球受到的最大浮力（20N ）小於底蓋A、豎桿B和浮球C受到的重力及水箱中的水對底蓋A向下的壓力的合力（10N + l SN = 28N ) ，所以．這個自動裝置在水箱蓄滿水時不能王常工作。………………………………………………………………………………………………（ 2 分）
（3）第一種情況：從上述計算過程可以看出，該自動裝置能正常工作的條件是要保證浮球受到的向 上的浮力不小於底蓋A、豎桿B和浮球C受到的重力及水箱中的水對底蓋A向下的壓力的合力，因此浮球受到的重力（質量）；浮球的體積；底蓋A和豎桿B受到的重力；出水孔橫截面積的大小等都是影響此自動裝置能否正常工作的因素。（其他說法正確的同樣得分．解個因素 l 分，最般多 4 分）
第二種情況：要使這個自動裝置在水箱蓄滿水時仍能正常工作，可以採取的改進措施有： ① 適當減小出水孔的橫截面積； ② 適當降低水箱蓄滿水時的水位高度； ③ 保持浮球質量不變的情況下，適當增大浮球的體積； ④ 在保持浮球體積不變的情況下，適當減小浮球的質量。

『肆』 初二物理題（附圖） 圖10為一種設計中的牲畜飲水用自動裝置

作用於底蓋、豎桿和浮子的力有：向上的浮力：
F浮=ρVg=10^3×2×10^(－3)×9.8=19.6（牛）版
向下權的總重力： G總=(0.42+0.58)×9.8=9.8（牛）
水箱的水向下的壓力：F壓=ρghS=10^3×9.8×0.6×3.14×0.03^2=16.6（牛）
∵向下的力的總和F向下=G總+F壓=26.4牛＞F浮 ∴底蓋A將下移，裝置無法正常工作。

『伍』 初中物理實驗設計(關於浮力)

器材:杯子,水,石快,細線,測力計
步驟:1在杯子中裝一定量的水,到可以浸沒小石快內為止
2用細線綁住石快,掛在容測力計上,並放入水中浸沒讀出測力計示數a
3讓石快浸得更深,再次讀出測力計示數b
4比較a.b的大小,得出a=b.則浸沒在水中的石塊所受的浮力大小跟它在 水中的浸沒深度無關

『陸』 某科技小組的同學們設計了一個自動沖刷裝置…輕質杠桿，OB=2OA…我知道答案，想問其中浮筒D的浮力怎麼想

這是因為答案表述的一點失誤

實際上，當水箱中水深2.5h時，系浮筒版D端細繩剛拉直權 說明深2.5h時，浮筒受到的浮力剛好等於自身的重力
所以當水深為3h時， 浮筒對線產生的拉力 為 ρ水g4S（3h-2.5h）
（實際上D受到的浮力為ρ水g4S3h ）

『柒』 要設計一個實驗裝置，說明浸在液體中的物體受到浮力，浮力產生的原因是由於物體上下表面受到液體的壓力差

這個實驗裝置的設計可以根據現實生活中釣魚的浮漂為事例來做。

『捌』 浮力計算的相關經典題目

壓強與浮力 專題六
一、選擇題（選擇一個正確答案，共15題，每題2分，計30分）
1．下列實例中，增大壓強的是（）
2．一個中學生站在水平地面上對地面的壓強大約是（ ）
A.102Pa B. 103Pa C. 104Pa D. 105Pa
3．下列事例中能夠增大壓強的措施是 ( )
A．鐵軌鋪在枕木上 B．書包背帶做寬一些 C．載重汽車多用幾個輪子 D．木樁的下端削成尖形
4．兩個完全相同的容器，分別盛有甲、乙兩種液體，將完全相同兩個小球分別放入容器中，兩球靜止時，液面相平，球所處位置如圖1所示，甲、乙兩種液體對容器底的壓強大小分別為P甲、P乙，則( )
A.P甲<P乙 B. P甲>P乙 C. P甲=P乙 D.無法確定 圖1
5． 圖2中所示各種應用中，不是應用大氣壓強的是 ( )

圖2 圖3
6．同一木球漂浮在不同液體面上，那麼 ( )
A. 浸沒的體積較大時受浮力較大； B. 露在液面上的體積較大時所受浮力較大
C. 不論浸沒的體積多大，所受的浮力一樣大D.無法判斷浮力的大小。
7． 如圖3所示的密度計，若把它放入密度為ρA的液體里，靜止時，液面在密度計A刻度處，密度計受到浮力為FA。若把它放入密度為ρB的液體里，靜止後，液面在B刻度處，受到的浮力為FB，則有（）
A. 在兩種液體里受到的浮力是FA<FB B. 兩種液體的密度是：ρA >ρB
C. 兩個刻度的讀數是A<B D. 以上說法都不正確
8．A、B兩個體積相等的實心銅球，分別放入水和水銀中，當它們都處於靜止狀態時，它們受到的浮力分別是FA、FB，則比較浮力的大小是：（ ）
A. FA＞FB B. FA＝FB C. FA＜FB D. 無法比較
9．潛水艇在海水裡勻速豎直上浮過程中（未露出海面），下面說法正確的是（ ）
A. 浮力變大，重力小於浮力 B. 浮力不變，重力小於浮力
C. 浮力不變，重力等於浮力 D. 浮力和重力同時變小，但浮力和重力始終相等
10．兩個不同材料製成的實心球a和b，它們都漂浮在水面上時，a球有1/4的體積露出水面，b球有1/2的體積露出水面。那麼兩球的密度之比（ ）
A. 2:1 B. 2:3 C. 3:2 D. 1:8
11．下列哪種情形不能夠運用「氣體流速與壓強關系」進行解釋 （ ）
A．乒乓球運動員拉出的弧圈球能急速旋轉而下沉 B．將氫氣球放手後，它會漂向空中
C．直升飛機能夠停在空中一定高度處 D．船舶航行時應避免兩艘靠近的船並排前
12．三個實心正方體對水平地面的壓強相同，它們的密度分別為ρ1、ρ2、ρ3，且ρ1>ρ2>ρ3，則這三個正方體對水平地面的壓力F1、F2、F3的大小關系是 （ ）
A．F1＝F2＝F3 B．F1>F2>F3 C．F1<F2<F3 D．不能確定
13．如圖4所示，甲、乙兩個實心均勻正方體分別放在水平地面上，它們對地面的壓強相等。若在兩個正方體的上部，沿水平方向分別截去相同高度的部分，則剩餘部分對水平地面的壓強關系是 （ ）
A p甲<p乙
B p甲=p乙
C p甲>p乙
D 無法判斷 圖4
14．—個邊長為a的立方體鐵塊從圖5-(甲)所示的實線位置(此時該立方體的下表面恰與水面齊平)，下降至圖中的虛線位置，則圖(乙)中能正確反映鐵塊下表面受到水的壓力大小F和鐵塊下表面在水中的深度h關系的圖像是（ ）
圖5
15．在冬季，剩下半瓶熱水的暖水瓶經過一個夜晚後，第二天拔瓶口的軟木塞時護覺得很緊，不易拔出來，其主要原因是〔 〕
A.軟木塞受潮膨脹 B.瓶口因溫度降低而收縮變小
C.瓶內氣體溫度降低而把瓶塞粘住 D．瓶內壓強減小，大氣壓把瓶塞壓緊
二、填空題
16． 一個重量為68千克的人，他每隻腳接觸地面的面積是170厘米2，這個人站立時對地面的壓強是_________帕斯卡，人走路時對地面的壓強是__________帕斯卡。
17．木塊的密度是O.6×103kg／m3，冰塊的密度是O.9×103kg／m3，若它們質量相等，都漂浮在水面上，則木塊受到的浮力 冰塊受到浮力。若把質量相等的實心木塊和實心鐵塊，放入水中靜止後，木塊受到浮力 鐵塊受到的浮力(選填「大於」、「等於」或「小於」)。
18．在北京某科技館內，有一個風洞實驗室，一架模型飛機 固定在托盤測力計上(如圖6所示)。無風時，托盤測力計示數為15N；當迎面吹著飛機的風速達到20m／s時，托盤測力計的示數為7N，可以判定飛機受到了一個新的力。根據你的分析，飛機受到的該力大小為___N，方向 。
19．質量相同、底面積相同、形狀不同的三個容器，倒人質量相同、密度不同的三種液體，液面高度相同，如圖7所示，三容器底部所受液體的壓強pA、pB、pc的關系是___________；三個容器對桌面的壓強p』A、p'B、P』c關系是_____________________.
20．某小組同學用U形管壓強計研究甲、乙兩種液體內部的壓強規律，
記錄實驗數據如下表所示．(液體甲的密度小於液體乙的密度)
液體甲 液體乙
序號 金屬盒
深度(cm) U形管兩側液
面高度差(cm) 實驗
序號 金屬盒深度(cm) U形管兩側液面高度差(cm)
l 10 6 4 10 7
2 20 ll 5 20 13
3 30 15 6 30 18
在相同的深度處，液體的密度越大，液體的壓強也越大． (1)分析比較實驗序號1、2與3(或4、5與6)的數據及相關條件，可得出初步結論是：_______________________
(2)分析比較實驗序號_________的數據及相關條件，可得出的初步結論是：
三、作圖與簡答題
21．在遠洋輪船的船舷上，都漆著幾條「載重線」,俗稱「吃水線」，輪船滿載時，水面不能超過規定的載重線。如圖8所示為一艘遠洋輪船載重線的示意圖，其中標有S的是印度洋載重線,標有W的是北大西洋載重線。運用你學過的物理知識，分析一下這種標識說明了什麼？

圖8
四、實驗與探究題
22．給你如圖9-甲所示器材，其中A和B是由同種材料製成的均勻圓柱體，C是泡沫塑料。請你根據如圖乙所示的場景，設計一個實驗，探究壓力的作用效果與受力面積的關系。要求寫出實驗步驟、現象和結論。

圖9

23．如圖10所示，密閉的玻璃罩內放有三個小實驗裝置：
一個充氣的氣球，一個是彈簧測力計測重力，另一個是
裝滿水的杯子，杯口用塑料薄片履蓋並倒置懸掛在玻
璃罩內。在用抽氣機不斷抽去罩內空氣的過程中，觀察
到的現象是：
①充氣的氣球_______________________________
②彈簧測力計的示數____________________________③玻璃杯中的水和塑料片____________________________。
24．在「探究物體的浮沉條件」時，曉剛小組同學從家裡帶來了一些物品：①小鐵釘、②小玻璃瓶、⑧蠟燭、④橡皮泥、⑤塑料塊、⑥橡皮塞、⑦蘋果、⑧小石塊。
(1)請你猜想：以上物體浸沒在水中後可能會下沉的是(只填序號) 。
(2)為了弄清上浮、下沉、懸浮、漂浮的物體所受的浮力和重力之間的關系，需要測量並計算重力和浮力的大小，通過分析比較得出物體的浮沉條件。
實驗室提供的器材有：彈簧測力計、天平、量筒、燒杯、水、細線、細鐵絲、溢水杯、塑料袋。請你選擇實驗器材，來測量上浮的物體所受的重力和浮力(以一段蠟燭為例)。
實驗器材____________________________________________________,
實驗步驟：

(3)下面是曉剛小組同學探究物體浮沉條件時所測的部分數據，請你填寫空格中的項目．
(g取1 0N／kg)

物體名稱 質量
m／g 浸沒時
V排／cm3 重力
G／N 浮力
F浮／N 重力與浮
力的關系 物體的運
動狀態
蘋果 193 222 1.93 2.22 F浮>G
小瓶1 15.7 15 O.157 O.15 F浮<G
小瓶2 9.8 17 0.098 F浮>G 上浮
塑料塊 39.5 36 0.36 F浮<G 下沉
橡皮 14.1 1O O.141 0.10 F浮<G 下沉
臘塊 35.2 37 O.352 O.37 F浮>G 上浮
25．小明所設計的「估測大氣壓的值」的實驗方案如下：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然後用—個橡皮帽封住注射器的小孔；
②如圖11所示，用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與固定在牆上的彈簧測力計的掛鉤相連，然後水平向右慢慢地拉動注射器筒. 當注射器中的活塞剛開始移動時，記下彈簧測力計的示數F； 圖11
③觀察並記錄注射器筒上所標明的容積V，用刻度尺測出注射器的全部刻度長度L．
(1)根據以上實驗方案，用測得和記錄的物理量計算大氣壓強的表達式應為p=_________.
(2)按照上述實驗方案測得的大氣壓強的值，往往會比大氣壓強的實際值偏小．你認為產生這種現象的主要原因是：_________________________________________
五、計算題
26． 如圖12所示，重為20N的容器放在水平桌面上．容器的底面積S＝2×10-2m2，高h＝O.4m．當容器裝滿水時，容器對水平桌面的壓強為4×103Pa，(g＝10N／kg，ρ水＝1.0×103kg／m3)
求：①用一個彈簧測力計吊著一重為4N的物體，當物體全部浸沒在該容器的水中時，彈簧測力計的示數為2.4N。該物體排開水的質量是多大?
②容器中水受到的重力．

27．小王同學雙腳與地面的接觸面積為4×10-2m2，請根據圖13中某些情況下的壓強數值估算：
(1)小王同學的重力；
(2)小王同學平躺時與床面的接觸面積；
(3)小王同學背著重力為40N的書包行走時對水平地面的壓強．

28．如圖14，平底茶壺的質量是400g，底面積是40cm2，內盛0.6kg的開水，放置在面積為1m2的水平桌面中央。試求：⑴水對茶壺底部的壓力；⑵茶壺對桌面的壓強。
解：⑴∵茶壺靜止在水平桌面上∴水對茶壺底的壓力F1=G水=m水g=0.6×10=6 (N)
⑵茶壺的重力G壺=m壺g= 0.4×10=4（N）
茶壺對水平桌面的壓力F2＝G水＋G壺＝6＋4＝10（N）
茶壺對水平桌面的壓強
你認為上述解題過程中有無錯誤？如有錯誤，請指出其中的錯誤之處並加以訂正。

29．如圖15所示，將一塊重為3N，體積為100cm3的石塊，用細線系著浸沒在裝有水的圓柱形容器中，容器中水的深度由10cm上升到12cm. （容器的重力和容器壁的厚度忽略不計，g＝10N/kg）. 求：
（1）石塊所受浮力；
（2）容器中水的重力；
（3）細線松動，石塊沉到容器底靜止後，容器對水平地面的壓強.

『玖』 浮力永動機模型

永動機在設計的時候都是不平衡的，但是在運行過程中，會逐漸平衡。
你說的這種模型，兩邊的浮力過不了幾輪就會相等的。

你最好畫個圖，把圖片的地址發上來，
我看著說你比較好懂．

『拾』 （2013廣東）如圖是某裝置利用浮力進行自動控制的原理圖AOB為一杠桿（質量忽略不計），OA：OB=1：2． A

∵ρ=