某單位設計的一種供牲畜飲水的裝置

『壹』 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。

『貳』 一種牲畜自動飲水機的結構示意圖。解釋它的原理

當你裝滿水的時候，瓶內的壓強明顯低於一個標準的大氣壓，當它把水喝到一定的水位時，瓶內氣壓低於大氣壓，所以水就會流下來，反復這樣

『叄』 圖是一種牲畜飲水用自動裝置的示意圖．水箱底部有一出水孔，底蓋A甲時頂住水箱的出水孔．一旦飲水槽水位

（1）此裝置應用了壓強、浮力、連通器、力的平衡等物理知識，例如，兩個牲畜飲水槽利用了連通器原理；浮球c受到水的浮力．
（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壓力和向上的浮力，
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，
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，
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，
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，
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+l8N=28N），
所以，這個自動裝置在水箱蓄滿水時不能正常工作．
（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）
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』 （2008東城區二模）如圖是一種牲畜飲水用自動裝置的示意圖．水箱底部有一出水孔，底蓋A可以頂住水箱的出

解答：解：抄以底蓋、豎桿襲、浮球為整體，進行受力分析：如右圖
F_浮=m_ABg+ρ_CgV+ρ_水gh₁s…（1）
F_浮=m_ABg+ρ_DgV+ρ_水gh₂s…（2）
由（1）-（2）得：
（ρ_D-ρ_C）gV=（h₁-h₂）ρ_水gs=2000s
ρ_D-ρ_C=0.3×10³kg/m³
ρ_C=0.2×10³kg/m³
ρ_D=0.5×10³kg/m³
代入（1）式得：
h₁=0.4m
答：（1）浮球D的密度ρ_D為0.5×10³kg/m³．
（2）設計水箱的最高水位h₁為0.4m．

『伍』 一種供牲畜飲水的裝置如圖所示．其工作原理是：底蓋A平時頂住水箱底部出水口，一旦飲水槽的水位下降，底

（1）浮球C浸沒在水中時，所受的浮力最大為F_浮=ρ_水gV_C=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-3m³=20N；
答：浮球C受到的最大浮力是20N；
（2）以底蓋、細桿和浮球C整體為研究對象，其總重為G=mg=0.8kg×10N/kg=8N；
設水箱中的水位最高時，水對底蓋的壓力為F，則對研究對象
有：F+G=F_浮，F=F_浮-G=20N-8N=12N；
設水箱中的最高水位為h，據F=pS=ρ_水ghS
則h=

F

ρ水gS

=

12N

1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10?4m2

=0.6m．
答：水箱中的水位最高為0.6m．

『陸』 小亮想為村裡的養牛場設計一個牲畜自動飲水器，他畫出如圖所示的原理圖．其中應用到許多物理原理，下列說

A、儲水箱與飲水槽組成連通器，故A正確，不符合題意；
B、控制進水的自動裝置應用了杠桿平衡原理，故B正確，不符合題意；
C、靜止時浮球受到平衡力的作用，故C正確，不符合題意；
D、牛喝水時應用到大氣壓的原理，故D錯誤，符合題意．
故選D．

『柒』 牲畜自動飲水機運用了什麼物理原理

連通器原理；浮力的利用．

當連通器中的液體不流動時，各容器中的液面總是相平的，當牲畜喝水時，飲水杯中的水位下降，大水槽中的水位隨之下降，浮子會向下運動，與浮子相連的桿形成了一個杠桿，杠桿下降時進水管的管口打開，水流下來，水面上升，浮子受浮力一起上升，又堵住出水口，保證水槽和飲水杯的水位保持一定．

『捌』 一種牲畜自動飲水器的結構示意圖，如圖，8-33所示，請解釋它的工作原理。

牲畜飲水後，水位下降，浮球隨之下降，則左側閥門內活塞上升，打開蓄水通道注入新水，當水注滿後閥門隨著浮球的上升而關閉。

『玖』 一種牲畜自動飲水機的結構示意圖，如圖8—33所示，請解釋它的工作原理

當水位下降，浮球隨之下降，則左側閥門內活塞上升，打開蓄水通道注入新水，當水注滿後閥門隨著浮球的上升而關閉。