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某教師用“試管爬升”實驗驗*大氣壓的存在,其做法如下:取兩個直徑相差很小的平底試管,將細試管底部*入裝滿水的粗...

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問題詳情:

某教師用“試管爬升”實驗驗*大氣壓的存在,其做法如下:取兩個直徑相差很小的平底試管,將細試管底部*入裝滿水的粗試管內,再將兩試管迅速倒置(保持豎直),會看到細試管慢慢“爬進”粗試管裏,如圖23所示,細試管能否在粗試管內豎直向上“爬升”,取決於開始時*入粗試管的深度,如果*入過淺細試管就不能自動上升。若細試管的重爲G,外直徑爲d,水的密度爲ρ0,大氣壓強爲p0,請你透過推導計算,回答下列問題:

(1)細試管在“爬升”時,受到大氣對它豎直向上的壓力是多少?

(2)細試管開始*入的深度h0滿足什麼條件時,它剛好可以向上“爬升”。

某教師用“試管爬升”實驗驗*大氣壓的存在,其做法如下:取兩個直徑相差很小的平底試管,將細試管底部*入裝滿水的粗...

【回答】

(1)p0πd2/4

(2)

某教師用“試管爬升”實驗驗*大氣壓的存在,其做法如下:取兩個直徑相差很小的平底試管,將細試管底部*入裝滿水的粗... 第2張

 h0=4G/πd2ρ0g

【解析】物體在平衡力的作用下運動狀態不變,要往上爬升,往上的力開始時稍大於往下的力,勻速運動時就相等了。

(1)細試管在“爬升”時,受到大氣對它豎直向上的壓力是

F0=p0S=p0πd2/4。

(2)細試管受力情況如圖。

某教師用“試管爬升”實驗驗*大氣壓的存在,其做法如下:取兩個直徑相差很小的平底試管,將細試管底部*入裝滿水的粗... 第3張

細試管剛好能“爬升”時,細試管受力平衡F0=G+F,p0S=G+(p0-ρ0gh0)S,h0=4G/πd2ρ0g。

知識點:壓強和浮力單元測試

題型:計算題

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