質(zhì)量為m、管口截面積為S的足夠長(zhǎng)的玻璃管內(nèi)灌滿密度為ρ的水銀.現(xiàn)把它豎直倒插在水銀槽中,再慢慢向上提起,直到玻璃管口剛與槽中的水銀面接觸,這時(shí),玻璃管內(nèi)水銀柱的長(zhǎng)度為H.現(xiàn)將管的封閉端掛在天平一個(gè)盤的掛鉤上,而在天平另一個(gè)盤中放砝碼,如圖所示.要使天平平衡,則所加砝碼質(zhì)量等于
m
m
分析:對(duì)玻璃管口剛與槽中的水銀面接觸的玻璃管受力分析,根據(jù)平衡條件列出式子,即可分析作用在天平左端的力的大小,然后根據(jù)天平原理得出右端所加砝碼質(zhì)量.
解答:解:玻璃管口剛與槽中的水銀面接觸時(shí),將玻璃管和里面的水銀作為一個(gè)整體,則受力情況為:
豎直向下的是:玻璃管和里面的水銀的重力,即G=G玻璃+G水銀=mg+m水銀g=mg+ρV水銀g=mg+ρSH水銀g;
豎直向上的是:天平左端的拉力F和大氣壓對(duì)水銀的支持力N,即F向上=F+N=F+PS;
根據(jù)物體的平衡條件可知:F向上=G,
∵由圖可知這是托里拆利實(shí)驗(yàn),則大氣壓P=ρgH水銀,
∴F=mg,
要使天平平衡,則所加砝碼質(zhì)量等于m.
故答案為:m.
點(diǎn)評(píng):該題實(shí)際上是考查托里拆利實(shí)驗(yàn),通過(guò)受力平衡的方式進(jìn)行考查,方式較為靈活,是一道好題.因?yàn)椴AЧ芾锩娴乃y對(duì)玻璃管沒(méi)有作用力,實(shí)驗(yàn)該題還可理解為,天平左端的拉力就等于玻璃管的重力,這樣解答會(huì)更方便.
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

圖甲為加油站加油系統(tǒng)示意圖,油罐容積為30m3,為了降低油品損耗,保證油罐運(yùn)行安全,在油罐頂部安裝有調(diào)節(jié)油罐內(nèi)外壓力平衡的呼吸閥,其中呼吸閥(圖乙)管口面積為2×10-3m2,呼吸閥的重力不計(jì);油罐內(nèi)有一彈簧對(duì)閥蓋施加0.6N向上的恒力,同時(shí)油罐內(nèi)氣體對(duì)閥蓋也有向上的作用力,因此閥蓋能將吸氣管口堵住.加油時(shí),加油機(jī)內(nèi)油泵自動(dòng)啟動(dòng),加油槍流量控制為Q=5×10-4m3/s;(ρ=0.8×103kg/m3,外界大氣壓取105Pa,g=10N/kg)

(1)若加油槍口橫截面積為4×10-4m2,則加油時(shí)油在油槍口處流速是多少m/s?
(2)若油罐中油的體積為10.04m3,則在加油多長(zhǎng)時(shí)間后,閥蓋不能堵住吸氣管,即呼吸閥打開?
(在呼吸閥未打開,并且罐內(nèi)氣體質(zhì)量、溫度保持不變,罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)與其體積關(guān)系如下表所示)
油罐的氣體體積(m3 19.96 19.98 20 20.02 20.04
油罐的氣體壓強(qiáng)(Pa) 99900 99800 99700 99600 99500

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