小明设计了一个自动放水装置

ρ _水 S （来 h + d ）

C. 小明给鸡发明的自动饮水装置,你知道是什么原理吗(一个大盆里装着水,盆正中倒放有一个装有大半瓶水的瓶子)

水盆里有水时，水面封闭瓶口，大气压将水压在瓶内。鸡喝水水面下降，低于瓶口失去密封，瓶内水流入盆内，水面升高封住瓶口，继续保持密封。
这样就节省人力不停给鸡添水的麻烦。

D. 学了初中物理，小明制作一个自动冲水装置.浮筒a的高度是多少

如图是常见的厕所自动冲水装置原理图，水箱内有质量m1=0.4kg，体积V=3×10﹣3m3的浮筒专P，另有一厚度不计属，质量m2=0.2kg，面积S=8×10﹣3m2的盖板Q盖在水箱底部的排水管上．用细线将P、Q连接，当供水管流进水箱的水使浮筒刚好完全浸没时，盖板Q恰好被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所．当盖板Q恰好被拉开的瞬间， 求（g=10N/kg）
（1）浮筒受到的浮力大小；
（2）细线对浮筒P的拉力大小；
（3）水箱中水的深度．

解：
（1）浮筒P排开水的体积：
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）
∵盖板Q恰好被拉开，
∴G盖+F压=F拉=26N，
F压=F拉﹣G盖=26N﹣0.2kg×10N/kg=24N，
∵F压=pS=ρghS，
∴h=

E. 小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置，如图，用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中，

利用了大气压。
当瓶内水流出时，外边的水面上升。当水面上升到瓶口，外部气体无法进入瓶内，大气压作用在水面上，并通过水把压强传递到瓶内，支撑起水柱，水停止流出。

F. 同问小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置，为什么水流出后瓶中会有气体，难道不是真空吗

不是真空，因为题中已经说明有空气进入瓶中，而且必须有空气在瓶中，水才能流出，如果瓶内是真空条件，则水被大气压压着，无法流出

G. 小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱。这种水箱能把自来水管持续供给的较小流量的水……

你就算管子的流量就知道了赛，如果水箱的是100升，那么水管每分钟的流量是50升，就2分钟就满了嘛

H. 小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱．这种水箱能把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后

（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．
设水箱中水面高度为h时，连杆对阀门A的拉力为T，此时阀门刚好可被拉开．
此时浮子B浸入水中的深度是：h-h₀，
排开的水的体积是：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）
对浮子B根据平衡条件有：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
对放水阀门A根据杠杆的平衡条件有：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
联立②③式可解得：h≈0.36m．
所以水箱体的高度要至少为0.36m．
（2）已知：边长l=40cm，Q=0.2m³/h．
当水位达到设计高度时，水箱内水的体积为：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，
自来水管的流量Q=0.2m³/h蓄满一箱水所用时间
t=

V箱

Q

=

0.0567m3

0.2m3/h

=0.2835h≈17min
所以，水箱放水的时间间隔约17min．
答：（1）水箱体至少0.36m，水才不会从水箱上部溢出．
（2）如果自来水管的流量为0.2m³/h，该水箱某次放水结束到下次开始放水的时间间隔约为17分钟．

I. 小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的自动

设水箱中水面高度为
h
时，连杆对阀门
A
的拉力为
T
，此时阀门刚好可被拉
对浮子
B
根据平衡条件专有：
mg
＋
T
＝
F
浮

其中

F
浮
＝

g(h
－
h
0
)
对放属水阀门
A
根据杠杆的平衡条件有：
Td
1
=

gh
联立可解得：
h=0.36m
所以水箱体的高度至少为
0.36m
。

（
2
）一箱水的体积为：
V
箱
=l2h
＝（
0.4m
）
2×
0.36m
＝
0.058m
3

自来水管的流量
Q
＝
0.2m
3
/h
蓄满一箱水所用时间
t=17.4min
所以，水箱放水的时间间隔约
17.4min

J. 小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置

利用了大气压.
当瓶内水流出时,外边的水面上升.当水面上升到瓶口,外部气体无法进入瓶内,大气压作用在水面上,并通过水把压强传递到瓶内,支撑起水柱,水停止流出.