某单位设计的一种供牲畜饮水的装置

『壹』 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。

『贰』 一种牲畜自动饮水机的结构示意图。解释它的原理

当你装满水的时候，瓶内的压强明显低于一个标准的大气压，当它把水喝到一定的水位时，瓶内气压低于大气压，所以水就会流下来，反复这样

『叁』 图是一种牲畜饮水用自动装置的示意图．水箱底部有一出水孔，底盖A甲时顶住水箱的出水孔．一旦饮水槽水位

（1）此装置应用了压强、浮力、连通器、力的平衡等物理知识，例如，两个牲畜饮水槽利用了连通器原理；浮球c受到水的浮力．
（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压力和向上的浮力，
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，
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，
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，
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+l8N=28N），
所以，这个自动装置在水箱蓄满水时不能正常工作．
（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）
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』 （2008东城区二模）如图是一种牲畜饮水用自动装置的示意图．水箱底部有一出水孔，底盖A可以顶住水箱的出

解答：解：抄以底盖、竖杆袭、浮球为整体，进行受力分析：如右图
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为0.5×10³kg/m³．
（2）设计水箱的最高水位h₁为0.4m．

『伍』 一种供牲畜饮水的装置如图所示．其工作原理是：底盖A平时顶住水箱底部出水口，一旦饮水槽的水位下降，底

（1）浮球C浸没在水中时，所受的浮力最大为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）以底盖、细杆和浮球C整体为研究对象，其总重为G=mg=0.8kg×10N/kg=8N；
设水箱中的水位最高时，水对底盖的压力为F，则对研究对象
有：F+G=F_浮，F=F_浮-G=20N-8N=12N；
设水箱中的最高水位为h，据F=pS=ρ_水ghS
则h=

F

ρ水gS

=

12N

1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10?4m2

=0.6m．
答：水箱中的水位最高为0.6m．

『陆』 小亮想为村里的养牛场设计一个牲畜自动饮水器，他画出如图所示的原理图．其中应用到许多物理原理，下列说

A、储水箱与饮水槽组成连通器，故A正确，不符合题意；
B、控制进水的自动装置应用了杠杆平衡原理，故B正确，不符合题意；
C、静止时浮球受到平衡力的作用，故C正确，不符合题意；
D、牛喝水时应用到大气压的原理，故D错误，符合题意．
故选D．

『柒』 牲畜自动饮水机运用了什么物理原理

连通器原理；浮力的利用．

当连通器中的液体不流动时，各容器中的液面总是相平的，当牲畜喝水时，饮水杯中的水位下降，大水槽中的水位随之下降，浮子会向下运动，与浮子相连的杆形成了一个杠杆，杠杆下降时进水管的管口打开，水流下来，水面上升，浮子受浮力一起上升，又堵住出水口，保证水槽和饮水杯的水位保持一定．

『捌』 一种牲畜自动饮水器的结构示意图，如图，8-33所示，请解释它的工作原理。

牲畜饮水后，水位下降，浮球随之下降，则左侧阀门内活塞上升，打开蓄水通道注入新水，当水注满后阀门随着浮球的上升而关闭。

『玖』 一种牲畜自动饮水机的结构示意图，如图8—33所示，请解释它的工作原理

当水位下降，浮球随之下降，则左侧阀门内活塞上升，打开蓄水通道注入新水，当水注满后阀门随着浮球的上升而关闭。