汽车更换轮胎时需要把车轴抬起来,这时可以使用“油压千斤顶”。下图是油压千斤顶的原理图。向下按动手柄,圆柱形小活塞把小油缸中的机油压向大油缸。大油缸中的油量增多,把圆柱形大活塞向上推,带着上面的重物上升。实验表明,加在密闭的液体上的压强,能够按照原来的大小向各个方向传递(这个规律叫做帕斯卡定律)。
现在有一个油压千斤顶,有关尺寸如图所示。如果希望在手柄上用20牛顿的力向下压时就能在大活塞上举起1吨的重物,大活塞的直径至少是多少?
给你提供“弹簧测力计、量筒、烧杯、水、小石块、细线"这些器材,请你仅用这些器材的组合设计两个实验,或测定某种物理量、或说明某种物理规律。
要求:若是测定某种物理量,应简要写明实验步骤,用恰当的字母表示物理量,最后写出所测物理量的表达式;若是说明某种物理规律,应简要写明操作过程和所要说明的物理规律。
注意点:所设计实验应是器材的组合实验,仅用一种器材(如用弹簧测力计测小石块的物重)不符合题目要求。
图12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平时顶住水箱的出水孔,一旦饮水槽水位下降,浮球C受到的浮力减小,底盖A打开,水就通过出水孔从水箱流入饮水槽。设计水箱的最高水位为60 cm,水箱出水孔横截面积是30 cm2。底盖A及竖杆B的总质量是400 g,浮球C的质量是600 g,体积是2 dm3,g取10 N/Kg。
(1)写出此装置应用到的物理知识(至少说出2条);
(2)通过计算说明,这个自动装置在水箱蓄满水时是否能正常工作;
(3)若能正常工作,请分析说明影响此自动装置能否正常工作的因素;若不能正常工作,请提出使该自动装置正常工作的改进方案。