我们知道“若连通器内装入同种液体,当液体静止时,各容器中的液面保持相平”的结论,如图是一个简单的连通器,它盛水静止后,两管中液面高度相等。
(1)请你以液片“AB”为研究对象,运用液体压强知识,结合二力平衡条件,从理论上证明上述结论。
(2)若左管内装有10 cm高的水,在右管中装入酒精(水和酒精不融合),请问液面静止时酒精的高度是多少?(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
解析:
(1)由题图所示,设液片AB的面积为S,左、右两管内水深分别为h左和h右,由于水不流动,即液片AB左、右两面所受二力平衡,这两个力同作用于液片AB上,左、右两管中的水对液片AB的压强相等;又液体压强的计算公式p=ρ液 gh,两管中同是水(即液体密度相同),因此只有两管水深相等,压强才能相等,即h左=h右,所以左、右两管水面保持相平;
(2)若左管内装有10 cm高的水,在右管中装入酒精,由于在液面静止时左、右两管里的液体压强相等,即p左=p右,所以
ρ水 gh水=ρ酒精 gh酒精,则
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