如图是乳牛自动喂水的装置图.在连接浮球横杆的A点顶柱上端装有密封垫,当横杆处于水平时恰好能堵住自来水管口.

如图是乳牛自动喂水的装置图.在连接浮球横杆的A点顶柱上端装有密封垫,当横杆处于水平时恰好能堵住自来水管口.

(1)这套喂水装置应用了哪些物理知识?(至少写出三点)
(2)浮球的最小体积是设计时要考虑的重要参数,为此需要知道和测量哪些物理量?用字母表示各物理量,推导出浮球最小体积的表达式.(横杆、顶柱所受的重力和体积忽略不计)
kinkingwang 1年前 已收到1个回答 举报

天山下飘着雪 幼苗

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解题思路:(1)本题运用很多的物理知识:连通器;杠杆;浮力;液体压强等.
(2)杠杆在水平位置平衡,按照杠杆平衡条件F1l1=F2l2计算浮子的体积.
(3)阿基米德原理:FgV
(4)GgV

(1)本题运用很多的物理知识:连通器;杠杆;浮力;液体压强等.
(2)杠杆在水平位置平衡,按照杠杆平衡条件F1l1=F2l2计算浮子的体积.
需知道:进水口水的压强p、浮球的密度ρ.
需测量:自来水管口的直径d、杠杆OA、OB的长度l1、l2
设杠杆处于水平时,浮球刚好没入水中,则
A点受到压力F1=PS=P•
πd2
4
B点受到的合力F2=F一GgV-ρgV
根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2
P•
πd2
4•l1=(ρgV-ρgV)•l2=(ρ一ρ)gV•l2
∴V=
p•
πd2
4•l1
( ρ水−ρ)g• l2=
p•d2π•l1
4(ρ水−ρ) g•l2
故答案为:(1)连通器;杠杆;浮力.
(2)需知道:进水口水的压强p、浮球的密度ρ.
需测量:自来水管口的直径d、杠杆OA、OB的长度l1、l2
设杠杆处于水平时,浮球刚好没入水中,则
A点受到压力F1=PS=P•
πd2
4
B点受到的合力F2=F一GgV-ρgV
根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2
P•
πd2
4•l1=(ρgV-ρgV)•l2=(ρ一ρ)gV•l2
∴V=
p•
πd2
4•l1
( ρ水−ρ)g• l2=
p•d2π•l1
4(ρ水−ρ) g•l2

点评:
本题考点: 连通器原理;力的合成与应用;杠杆的平衡条件;液体的压强的特点;阿基米德原理.

考点点评: (1)根据F1l1=F2l2、F浮=ρ液gV排、G球=ρ球gV球进行计算.
(2)生活中很多地方包含物理知识,学会把物理应用到实践中.

1年前

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