文档介绍：某教师用“试管爬升”实验验证大气压的存在,其做法如下:取两个直径相差很小的平底试管,将细试管底部插入装满水的粗试管内,再将两试管迅速倒置(保持竖直),会看到细试管慢慢“爬进”粗试管里,如图23所示,细试管能否在粗试管内竖直向上“爬升”,取决于开始时插入粗试管的深度,如果插入过浅细试管就不能自动上升。若细试管的重为G,外直径为d,水的密度为ρ0,大气压强为p0,请你通过推导计算,回答下列问题:
(1)细试管在“爬升”时,受到大气对它竖直向上的压力是多少?(2)细试管开始插入的深度h0满足什么条件时,它刚好可以向上“爬升”。、
【答案】(1)F0=p0S=p0πd2/4。
(2)细试管受力情况如图答3。
细试管刚好能“爬升”时,细试管受力平衡F0=G+F,p0S=G+(p0-ρ0gh0)S,h0=4G/πd2ρ0g。
【解析】力学推断题。
解:(1)大气压作用的面积:
S=πr2=π(d2)2=πd24,
根据p=FS可得,细试管在“爬升”时受到大气对它竖直向上的压力:
F0=p0S=p0×πd24=p0πd24;
(2)细试管受力情况如图所示:
细管刚好能“爬升”时,细试管受力平衡,则
F0=G+F,
细试管受到水的压强:
p水=p0-ρ0gh0,
细试管受到水的压力:
F=p水S=(p0-ρ0gh0)S,
∴p0S=G+(p0-ρ0gh0)S,
解得:h0=Gρ0gS=Gρ0g×πd24=4Gπd2ρ0g.
答:(1)细试管在“爬升”时,受到大气对它竖直向上的压力是p0πd24;
(2)细试管开始插入的深度h0不大于4Gπd2ρ0g时,它刚好可以向上“爬升”
某教师用试管爬升实验难大气压的存在,其做法如下:取两个直径相差很小的平底试管,将细试管底部插入装满水的粗试管内,再将两试管迅速倒置(保持直立),会看到细试管慢慢爬进粗试管里,细试管能否在粗试管内竖直向上爬升,取决于开始时细试管插入粗试管内的深度,如果插入过浅细试管就不能自动上升。这道题有二个问号,第二个是细试管开始插入的深度满足什么条件时,它刚好可以向上爬升?谢谢大家了。
那个打错了,是某教师用试管爬升实验验证大气压的存在
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2014-01-19 16:55提问者采纳
向左转|向右转
p1表示水的密度。
对于红线上的理解,因为整个试管里的水是由大气压支持不往下掉,这是因为大气压与整个试管水产生的压强平衡,所以小试管顶部的水的压强等于大气压减去h0段水柱的压强。
追问
水面向下的时候,对细试管底部也有压强吗,并且求这个压强时的h也是从水面到所求点的吗?谢谢了。
回答
较大试管倒过来后,水对小试管底鄣的压强P=hpg,式中的h当然仍从上面的水面算起(即较大试管的底部)。正是这个h无法确定,所以利用逆向思维的方法,利用试管倒过来后,管中的水由于大气压的支持没有流出,所以大气压力P0S=试管中水向下的压力F`=hpg(这个h指较大试管的整个长度).
如果把较大试管分成两段(即从底部到小试管底部和