厕所自动冲水装置中浮筒A

1. 如图所示是某公共厕所的自动冲水装置。浮筒A的边长为20㎝的正方形，盖片B的面积为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盖片受到的压专强：属P＝ρgh＝1.0×10Kg／m×10N／Kg×(0.3+0.2)m=5000Pa受到的压力：
F压＝Ps＝5000Pa×0.008m＝4N
浮筒A的质量G＝F浮－F压＝20N－4N＝16N

2. 如图是某公共厕所的自动冲水装置，浮筒A是边长为20cm的正方体，盖片B的质量为1kg，表面积为80cm²，厚

图捏？而且1、2问貌似是一样的吧

3. 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=

4. 如图是某公共厕所的自动冲水装置．浮筒A是边长为20cm的正方体，盖片B的质量为lkg，表面积为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）物体B的重力：
G_B=m_Bg=1kg×10N/kg=10N，
盖片B对A的拉力版：
F_拉=G_B+F_压=10N+40N=50N，
由题知，权浮筒A受到的浮力：
F_A=G_A+F_拉，
∴G_A=F_A-F_拉=80N-50N=30N．
∴m_A=

5. 如图是某公共厕所的自动冲水装置

考点：压强的大小及其计算；液体的压强的计算；浮力大小的计算．

分析：（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水的深度为浮筒边长和AB长的和，可利用P=ρ水gh计算出水对盖片B的压强，再利用公式F=PS算出水对盖片B的压力．
（2）当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被拉开，此时盖片B下无水，盖片只受到水向下的压力所以浮筒A受到的浮力等于A的重力、B的重力、B受到水向下的压力的和．先利用公式F浮=ρ水gV排求出A受到的浮力，再利用浮力等于A的重力、B的重力、B受到水向下的压力的和可求得浮筒A的质量．
（3）当浮筒A受到浮力等于A的重力、B的重力的和时，盖片B会自动关上．可设出浮筒A浸入水中的深度，利用浮筒A受到浮力等于A的重力、B的重力的和的等量关系求出水的深度．
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：水对盖片B的压力是40N．
（2）浮筒A所受的浮力FA=ρ水gVA=1000kg/m3×10N/kg×0.23m3=80N．
根据题意有FA=mAg+mBg+FB，
所以mA=FA浮-F压-mBg g=80N-40N-1kg×10N/kg10N/kg=3kg，
答：浮筒A的质量是3kg．
（3）设浮筒A浸入水中的深度为h时盖片自动盖住管口，
则此时A受到的浮力为：FA浮′=ρ水gVA排=0.04m2•ρ水gh，
根据题意有：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，
水深为30cm+10cm=40cm．
答：当水箱中的水深40cm时，盖片B又自动关上．
点评：本题考查压力、质量、浮力、深度以及液体压强的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对物体受力的分析和水箱中水的深度的计算．

6. 某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400cm2,高为0.2m.盖片B面积为60cm2练级AB的长为0.3m体积

下图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400cm2，高为0.2m，盖片B的面积为60cm2（盖片B的质量，厚度不计）。连接AB是长为0.3m、体积和质量都不计的硬杆。当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被撇开，水通过排水管流出冲洗厕所。（已知水的密度为1×103kg/m3，g=10N/kg）。请解答下列问题：
（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？
（2）浮筒A的重力是多少？（3）水箱中水多深时盖片B又自动关上？
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）设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1时，盖片B又自动关上则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. 如图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400cm2，高为0.2m，盖片B的面积为60cm2（盖片B的

（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水深：
h=0.3m+0.2m=0.5m，
水对盖片B的压强：
p=ρgh=1×专10³kg/m³×10N/kg×0.5m=5000Pa，
水对盖片B的压力：
F=pS=5000Pa×60×10^-4m²=30N；
（属2）∵力的作用是相互的，
∴杆对浮筒的拉力等于水对盖片B的压力，
即：F′=30N，
当水箱的水刚好浸没浮筒A时，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，
∵浮筒受到的浮力等于浮筒重加上杆对浮筒的拉力，即F_全浮=G_A+F′，
∴浮筒A的重力：
G_A=F_全浮-F′=80N-30N=50N；
（3）根据浮力产生的原因可知：当水管中没有水流出时，盖片B不受浮力，因为盖片下方无水，不存在水对其的压力差；
答：（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是30N；
（2）浮筒A的重力是50N；
（3）不受浮力作用，因为不存在水产生的压力差．

8. 如图所示是某公共厕所的自动冲水装置．浮筒A是边长为20cm的正方体，盖片B的面积为80cm2（盖片B质量、厚度

（1）V=0.2m×0.2m×0.2m=0.008m³，源
当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时．V_排=V，
浮筒A浸没时受到的浮力F_浮A=ρgV_排=1000kg/m³×10N/kg×0.008m³=80N．
答：浮筒A浸没时受到的浮力有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：水对盖片B的压力是40N．