Question

小明設計了如圖6-7所示的蓄水和放水裝置。如果原來水箱是空的，注水時水箱中的水位高于哪點時排水口才有水流出？如果原來水箱是滿的，放水時水箱中的水位降到哪點時排水口才停止出水？如果進水口不停地向箱中注水，但進水流量較小，使得當出水口有水流出時，進水流量小于出水流量，這種情況下排水口的水流有什么特點？

Answer 1

這一裝置綜合運用了連通器和虹吸管的原理。在圖中，當出水管的左邊管中有水而右邊管中無水時，這時出水管和水箱組成一個連通器，兩者中的水面應該相平。當出水管的右邊管中有水時，出水管便成為一支虹吸管，由于虹吸作用，使水箱中的水外流，直至水箱中的水面下降到與出水管中相平的C處為止。

參考答案:

注水時水箱中的水面要達到與虹吸管的最高點等高的D點處時，排水管中才有水排出．

如果原來水箱是滿的，放水時水箱中的水位要降到與排水管口等高的C點時才停止排水。排水管停止排水后，虹吸管的CD部分管中的水也將流走，這樣，要再產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象而使水自排水管中流出，又需要水箱中的水位升高至D處才行。所以，若進水口不停地向箱中注水，但進水流量較小，使得當出水口有水流出時，進水流量小于出水流量，這種情況下排水口將出現(xiàn)斷續(xù)排水的現(xiàn)象，即當水箱中水面達到D處時開始排水，隨之箱中水面降低，至箱中水面降至C處時停止排水。由于有管進水，箱中水面又會升高，當水面升到D處又開始排水……如此往復循環(huán)而出現(xiàn)斷續(xù)排水的現(xiàn)象。