质量为 m、管口截面积为 S 的足够长的玻璃管内灌满密度为ρ的水

力学 未结 1 733
wuliok
wuliok 2020-3-23 12:14

质量为 m、管口截面积为 S 的足够长的玻璃管内灌满密度为ρ的水银。现把它竖直倒插在水银槽中,再慢慢向上提起,直到它玻璃管口刚与槽中的水银面接触,这时,玻璃管内水银柱的长度为 H。现将管的封闭端挂在天平一个盘的挂钩上,而在天平另一个盘中放砝码,如图。要使天平平衡,则所加砝码质量等于          

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1条回答
  •  wuliok
    wuliok (楼主)
    2020-3-23 16:05

    解析:

    玻璃管口刚与槽中的水银面接触时,将玻璃管和里面的水银作为一个整体,则受力情况为:
    1.竖直向下的是:

    玻璃管和里面的水银的重力,即

    G=G玻璃+G水银

    =mg+m水银g

    =mg+ρV水银g

    =mg+ρSH水银g;
    2.竖直向上的是:

    天平左端的拉力F和大气压对水银的支持力N,即

    F向上=F+N

    =F+PS;
    根据物体的平衡条件可知:

    F向上=G
    由于由图可知这是托里拆利实验,则大气压:

    P=ρgH水银
    故F=mg
    要使天平平衡,则所加砝码质量等于m.
    故答案为:m.

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