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2.小刚想为村里的养牛场设计一个牲畜自动饮水器,他先画出如图所示的原理图,又根据养牛场的水塔高度估算出活塞A处水的压强约为6×104Pa,设计出水口的横截面积为2×10-4m2,支点O到浮球球心的距离为O到B点距离的6倍.若不考虑活塞、杆AB、OC及浮球的重力,要求浮球浸入水中$\frac{1}{3}$时杠杆水平,A处的活塞即能将出水口关闭.小刚选用浮球的体积应为6×10-4m3.

分析 活塞关闭出水口时,活塞上承受的水的压力根据公式F=pS可求,再利用杠杆的平衡条件可求浮力的大小,根据浮力公式进一步求出小亮选用浮球的体积.

解答 解:
因为p=$\frac{F}{s}$,所以活塞关闭出水口时,活塞上承受的水的压力F=pS--①;
活塞关闭出水口时有F×OB=F浮×6OB--②;
F浮=$\frac{1}{3}ρgV$--③;
①②③式联立并代入有关数值可解得V球=6×10-4m3.
故答案为:6×10-4m3.

点评 本题考查体积的计算和杠杆平衡条件的应用,关键是对牲畜自动饮水器原理的分析.

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