有关浮力自动装置设计

『叁』 初二物理题 图为一种设计中的牲畜饮用水自动装置

四、（13 分）参考解答
（1）此装置应用了压强、浮力、连通器、力的平衡等物理知识。…………………………（2分）
（2）以ABC为一整体进行受力分析：
ABC整体受到重力、水箱及其中的水向下的饭力和向上的浮力………………………………（1分）
当浮球受到的向上的浮力大于底盖A、竖杆B和浮球C受到的重力及水箱中的水对底盖A向下的压力的合力时，底盖A会顶住水箱的出水孔．不再有水从水箱流入饮水池…………………………（1分）
底盖A、竖杆B和浮球C受到的重力G=mg=(600×10-3kg+400×10-3kg)×10N/kg=10N……（1分）
水箱中蓄满水时，由公式p=ρgh及p=F/S得：
水箱中的水对底盖A向下的压力
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）
因为在水箱中蓄满水时，浮球受到的最大浮力（20N ）小于底盖A、竖杆B和浮球C受到的重力及水箱中的水对底盖A向下的压力的合力（10N + l SN = 28N ) ，所以．这个自动装置在水箱蓄满水时不能王常工作。………………………………………………………………………………………………（ 2 分）
（3）第一种情况：从上述计算过程可以看出，该自动装置能正常工作的条件是要保证浮球受到的向 上的浮力不小于底盖A、竖杆B和浮球C受到的重力及水箱中的水对底盖A向下的压力的合力，因此浮球受到的重力（质量）；浮球的体积；底盖A和竖杆B受到的重力；出水孔横截面积的大小等都是影响此自动装置能否正常工作的因素。（其他说法正确的同样得分．解个因素 l 分，最般多 4 分）
第二种情况：要使这个自动装置在水箱蓄满水时仍能正常工作，可以采取的改进措施有： ① 适当减小出水孔的横截面积； ② 适当降低水箱蓄满水时的水位高度； ③ 保持浮球质量不变的情况下，适当增大浮球的体积； ④ 在保持浮球体积不变的情况下，适当减小浮球的质量。

『肆』 初二物理题（附图） 图10为一种设计中的牲畜饮水用自动装置

作用于底盖、竖杆和浮子的力有：向上的浮力：
F浮=ρVg=10^3×2×10^(－3)×9.8=19.6（牛）版
向下权的总重力： G总=(0.42+0.58)×9.8=9.8（牛）
水箱的水向下的压力：F压=ρghS=10^3×9.8×0.6×3.14×0.03^2=16.6（牛）
∵向下的力的总和F向下=G总+F压=26.4牛＞F浮 ∴底盖A将下移，装置无法正常工作。

『伍』 初中物理实验设计(关于浮力)

器材:杯子,水,石快,细线,测力计
步骤:1在杯子中装一定量的水,到可以浸没小石快内为止
2用细线绑住石快,挂在容测力计上,并放入水中浸没读出测力计示数a
3让石快浸得更深,再次读出测力计示数b
4比较a.b的大小,得出a=b.则浸没在水中的石块所受的浮力大小跟它在 水中的浸没深度无关

『陆』 某科技小组的同学们设计了一个自动冲刷装置…轻质杠杆，OB=2OA…我知道答案，想问其中浮筒D的浮力怎么想

这是因为答案表述的一点失误

实际上，当水箱中水深2.5h时，系浮筒版D端细绳刚拉直权 说明深2.5h时，浮筒受到的浮力刚好等于自身的重力
所以当水深为3h时， 浮筒对线产生的拉力 为 ρ水g4S（3h-2.5h）
（实际上D受到的浮力为ρ水g4S3h ）

『柒』 要设计一个实验装置，说明浸在液体中的物体受到浮力，浮力产生的原因是由于物体上下表面受到液体的压力差

这个实验装置的设计可以根据现实生活中钓鱼的浮漂为事例来做。

『捌』 浮力计算的相关经典题目

压强与浮力 专题六
一、选择题（选择一个正确答案，共15题，每题2分，计30分）
1．下列实例中，增大压强的是（）
2．一个中学生站在水平地面上对地面的压强大约是（ ）
A.102Pa B. 103Pa C. 104Pa D. 105Pa
3．下列事例中能够增大压强的措施是 ( )
A．铁轨铺在枕木上 B．书包背带做宽一些 C．载重汽车多用几个轮子 D．木桩的下端削成尖形
4．两个完全相同的容器，分别盛有甲、乙两种液体，将完全相同两个小球分别放入容器中，两球静止时，液面相平，球所处位置如图1所示，甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为P甲、P乙，则( )
A.P甲<P乙 B. P甲>P乙 C. P甲=P乙 D.无法确定 图1
5． 图2中所示各种应用中，不是应用大气压强的是 ( )

图2 图3
6．同一木球漂浮在不同液体面上，那么 ( )
A. 浸没的体积较大时受浮力较大； B. 露在液面上的体积较大时所受浮力较大
C. 不论浸没的体积多大，所受的浮力一样大D.无法判断浮力的大小。
7． 如图3所示的密度计，若把它放入密度为ρA的液体里，静止时，液面在密度计A刻度处，密度计受到浮力为FA。若把它放入密度为ρB的液体里，静止后，液面在B刻度处，受到的浮力为FB，则有（）
A. 在两种液体里受到的浮力是FA<FB B. 两种液体的密度是：ρA >ρB
C. 两个刻度的读数是A<B D. 以上说法都不正确
8．A、B两个体积相等的实心铜球，分别放入水和水银中，当它们都处于静止状态时，它们受到的浮力分别是FA、FB，则比较浮力的大小是：（ ）
A. FA＞FB B. FA＝FB C. FA＜FB D. 无法比较
9．潜水艇在海水里匀速竖直上浮过程中（未露出海面），下面说法正确的是（ ）
A. 浮力变大，重力小于浮力 B. 浮力不变，重力小于浮力
C. 浮力不变，重力等于浮力 D. 浮力和重力同时变小，但浮力和重力始终相等
10．两个不同材料制成的实心球a和b，它们都漂浮在水面上时，a球有1/4的体积露出水面，b球有1/2的体积露出水面。那么两球的密度之比（ ）
A. 2:1 B. 2:3 C. 3:2 D. 1:8
11．下列哪种情形不能够运用“气体流速与压强关系”进行解释 （ ）
A．乒乓球运动员拉出的弧圈球能急速旋转而下沉 B．将氢气球放手后，它会漂向空中
C．直升飞机能够停在空中一定高度处 D．船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前
12．三个实心正方体对水平地面的压强相同，它们的密度分别为ρ1、ρ2、ρ3，且ρ1>ρ2>ρ3，则这三个正方体对水平地面的压力F1、F2、F3的大小关系是 （ ）
A．F1＝F2＝F3 B．F1>F2>F3 C．F1<F2<F3 D．不能确定
13．如图4所示，甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上，它们对地面的压强相等。若在两个正方体的上部，沿水平方向分别截去相同高度的部分，则剩余部分对水平地面的压强关系是 （ ）
A p甲<p乙
B p甲=p乙
C p甲>p乙
D 无法判断 图4
14．—个边长为a的立方体铁块从图5-(甲)所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平)，下降至图中的虚线位置，则图(乙)中能正确反映铁块下表面受到水的压力大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图像是（ ）
图5
15．在冬季，剩下半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时护觉得很紧，不易拔出来，其主要原因是〔 〕
A.软木塞受潮膨胀 B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体温度降低而把瓶塞粘住 D．瓶内压强减小，大气压把瓶塞压紧
二、填空题
16． 一个重量为68千克的人，他每只脚接触地面的面积是170厘米2，这个人站立时对地面的压强是_________帕斯卡，人走路时对地面的压强是__________帕斯卡。
17．木块的密度是O.6×103kg／m3，冰块的密度是O.9×103kg／m3，若它们质量相等，都漂浮在水面上，则木块受到的浮力 冰块受到浮力。若把质量相等的实心木块和实心铁块，放入水中静止后，木块受到浮力 铁块受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
18．在北京某科技馆内，有一个风洞实验室，一架模型飞机 固定在托盘测力计上(如图6所示)。无风时，托盘测力计示数为15N；当迎面吹着飞机的风速达到20m／s时，托盘测力计的示数为7N，可以判定飞机受到了一个新的力。根据你的分析，飞机受到的该力大小为___N，方向 。
19．质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器，倒人质量相同、密度不同的三种液体，液面高度相同，如图7所示，三容器底部所受液体的压强pA、pB、pc的关系是___________；三个容器对桌面的压强p’A、p'B、P’c关系是_____________________.
20．某小组同学用U形管压强计研究甲、乙两种液体内部的压强规律，
记录实验数据如下表所示．(液体甲的密度小于液体乙的密度)
液体甲 液体乙
序号 金属盒
深度(cm) U形管两侧液
面高度差(cm) 实验
序号 金属盒深度(cm) U形管两侧液面高度差(cm)
l 10 6 4 10 7
2 20 ll 5 20 13
3 30 15 6 30 18
在相同的深度处，液体的密度越大，液体的压强也越大． (1)分析比较实验序号1、2与3(或4、5与6)的数据及相关条件，可得出初步结论是：_______________________
(2)分析比较实验序号_________的数据及相关条件，可得出的初步结论是：
三、作图与简答题
21．在远洋轮船的船舷上，都漆着几条“载重线”,俗称“吃水线”，轮船满载时，水面不能超过规定的载重线。如图8所示为一艘远洋轮船载重线的示意图，其中标有S的是印度洋载重线,标有W的是北大西洋载重线。运用你学过的物理知识，分析一下这种标识说明了什么？

图8
四、实验与探究题
22．给你如图9-甲所示器材，其中A和B是由同种材料制成的均匀圆柱体，C是泡沫塑料。请你根据如图乙所示的场景，设计一个实验，探究压力的作用效果与受力面积的关系。要求写出实验步骤、现象和结论。

图9

23．如图10所示，密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置：
一个充气的气球，一个是弹簧测力计测重力，另一个是
装满水的杯子，杯口用塑料薄片履盖并倒置悬挂在玻
璃罩内。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中，观察
到的现象是：
①充气的气球_______________________________
②弹簧测力计的示数____________________________③玻璃杯中的水和塑料片____________________________。
24．在“探究物体的浮沉条件”时，晓刚小组同学从家里带来了一些物品：①小铁钉、②小玻璃瓶、⑧蜡烛、④橡皮泥、⑤塑料块、⑥橡皮塞、⑦苹果、⑧小石块。
(1)请你猜想：以上物体浸没在水中后可能会下沉的是(只填序号) 。
(2)为了弄清上浮、下沉、悬浮、漂浮的物体所受的浮力和重力之间的关系，需要测量并计算重力和浮力的大小，通过分析比较得出物体的浮沉条件。
实验室提供的器材有：弹簧测力计、天平、量筒、烧杯、水、细线、细铁丝、溢水杯、塑料袋。请你选择实验器材，来测量上浮的物体所受的重力和浮力(以一段蜡烛为例)。
实验器材____________________________________________________,
实验步骤：

(3)下面是晓刚小组同学探究物体浮沉条件时所测的部分数据，请你填写空格中的项目．
(g取1 0N／kg)

物体名称 质量
m／g 浸没时
V排／cm3 重力
G／N 浮力
F浮／N 重力与浮
力的关系 物体的运
动状态
苹果 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
塑料块 39.5 36 0.36 F浮<G 下沉
橡皮 14.1 1O O.141 0.10 F浮<G 下沉
腊块 35.2 37 O.352 O.37 F浮>G 上浮
25．小明所设计的“估测大气压的值”的实验方案如下：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用—个橡皮帽封住注射器的小孔；
②如图11所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒. 当注射器中的活塞刚开始移动时，记下弹簧测力计的示数F； 图11
③观察并记录注射器筒上所标明的容积V，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L．
(1)根据以上实验方案，用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式应为p=_________.
(2)按照上述实验方案测得的大气压强的值，往往会比大气压强的实际值偏小．你认为产生这种现象的主要原因是：_________________________________________
五、计算题
26． 如图12所示，重为20N的容器放在水平桌面上．容器的底面积S＝2×10-2m2，高h＝O.4m．当容器装满水时，容器对水平桌面的压强为4×103Pa，(g＝10N／kg，ρ水＝1.0×103kg／m3)
求：①用一个弹簧测力计吊着一重为4N的物体，当物体全部浸没在该容器的水中时，弹簧测力计的示数为2.4N。该物体排开水的质量是多大?
②容器中水受到的重力．

27．小王同学双脚与地面的接触面积为4×10-2m2，请根据图13中某些情况下的压强数值估算：
(1)小王同学的重力；
(2)小王同学平躺时与床面的接触面积；
(3)小王同学背着重力为40N的书包行走时对水平地面的压强．

28．如图14，平底茶壶的质量是400g，底面积是40cm2，内盛0.6kg的开水，放置在面积为1m2的水平桌面中央。试求：⑴水对茶壶底部的压力；⑵茶壶对桌面的压强。
解：⑴∵茶壶静止在水平桌面上∴水对茶壶底的压力F1=G水=m水g=0.6×10=6 (N)
⑵茶壶的重力G壶=m壶g= 0.4×10=4（N）
茶壶对水平桌面的压力F2＝G水＋G壶＝6＋4＝10（N）
茶壶对水平桌面的压强
你认为上述解题过程中有无错误？如有错误，请指出其中的错误之处并加以订正。

29．如图15所示，将一块重为3N，体积为100cm3的石块，用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中，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计，g＝10N/kg）. 求：
（1）石块所受浮力；
（2）容器中水的重力；
（3）细线松动，石块沉到容器底静止后，容器对水平地面的压强.

『玖』 浮力永动机模型

永动机在设计的时候都是不平衡的，但是在运行过程中，会逐渐平衡。
你说的这种模型，两边的浮力过不了几轮就会相等的。

你最好画个图，把图片的地址发上来，
我看着说你比较好懂．

『拾』 （2013广东）如图是某装置利用浮力进行自动控制的原理图AOB为一杠杆（质量忽略不计），OA：OB=1：2． A

∵ρ=