小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱．这种水箱能把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后，自动开启放水阀，这样

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/12 20:45:53

小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱．这种水箱能把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后，自动开启放水阀，这样就可用较大水量冲刷便池中的污物．图6为这种水箱的结构示意图，已知水箱底为边长l=40cm的正方形，A是一直径d₁=8cm的圆形放水阀门，其质量和厚度均可忽略不计，且恰好能将排水管口及连杆与浮子B相连，连杆的长度h₀=10cm．浮子B是一外部直径d₂=8cm、高H=30cm、质量m=0.4kg的空心圆柱体，设水箱每次放水都能将水箱中的水全部放净，试通过计算说明：

（1）水箱体至少多高，水才不会从水箱上部溢出？
（2）如果自来水管的流量为0.2m³/h，该水箱某次放水结束到下次开始放水的时间间隔为几分钟？

（1）已知：h₀=10cm=0.1m，d₂=8cm=0.08m，m=0.4kg，ρ_水=10³kg/m³，d₁=8cm=0.08m，g=10N/kg．
设水箱中水面高度为h时，连杆对阀门A的拉力为T，此时阀门刚好可被拉开．
此时浮子B浸入水中的深度是：h-h₀，
排开的水的体积是：V_排=S（h-h₀）=π（
d2
2）²（h-h₀）
受到的浮力：F_浮=ρ_水gπ（
d2
2）²（h-h₀）
对浮子B根据平衡条件有：mg+T=F_浮=ρ_水gπ（
d2
2）²（h-h₀）…①
即：0.4kg×10N/kg+T=10³kg/m³×10N/kg×π×（
0.08m
2）²（h-0.1m）…②
对放水阀门A根据杠杆的平衡条件有：Td₁=ρ_水gπ（
d1
2）²h
d1
2
即：T×0.08m=10³kg/m³×10N/kg×π×（
0.08m
2）²×h×0.04m …③
联立②③式可解得：h≈0.36m．
所以水箱体的高度要至少为0.36m．
（2）已知：边长l=40cm，Q=0.2m³/h．
当水位达到设计高度时，水箱内水的体积为：V_箱=l²h-V_排=（0.4m）²×0.36m-π×（
0.08m
2）²（0.36m-0.1m）=0.058m³-0.0013m³=0.0567m³，
自来水管的流量Q=0.2m³/h 蓄满一箱水所用时间
t=
V箱
Q=
0.0567m3
0.2m3/h=0.2835h≈17min
所以，水箱放水的时间间隔约17min．
答：（1）水箱体至少0.36m，水才不会从水箱上部溢出．
（2）如果自来水管的流量为0.2m³/h，该水箱某次放水结束到下次开始放水的时间间隔约为17分钟．

小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱．这种水箱能把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后，自动开启放水阀，这样某课外科技小组的同学设计的厕所自动冲水装置的示意图,它在自来水管持续供给的较小量的水储备到一定量后,自动开启放水阀门,冲图是某课外科技小组的同学设计的厕所自动冲水装置的示意图,它在自来水管持续供给的较小量的水储备到一定量后,自动开启放水阀门某科技小组的同学们设计了一个自动冲刷装置，该装置能把进水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动开启放水阀门进行冲刷．如（2011•海淀区二模）某科技小组的同学们设计了一个自动冲刷装置，该装置能把进水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动公厕自动冲洗用的水箱工作原理是什么为什么我家的热水器在停水时水箱中的水会回流到自来水管中? 图是某车站厕所的自动冲水装置,水箱中水多深时盖片B又自动关上厕所的坐便器在冲水之后由自来水自动上水，当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住进水口，停止上水（图）．有一种水箱的厕所的坐便器在冲水之后由自来水自动上水,当水箱内的水达到一定深度时,浮标带动杠杆压住进水口,停止上水（图5）.有一种水箱冬天水箱、自来水管容易破裂的理由：住宅楼自来水水箱清洗后自来水管中的水是否干净?