14.如圖所示,質(zhì)量為m的內(nèi)壁光滑橫截面為S的玻璃管內(nèi)裝有質(zhì)量為m2的水銀,管外壁與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=$\frac{\sqrt{3}}{6}$,斜面傾角為θ=30°,當(dāng)玻璃管與水銀共同沿斜面下滑時(shí),求被封閉的氣體壓強(qiáng)多大?

分析 先以玻璃管和水銀整體列動(dòng)力學(xué)方程,求得共同的加速度,后以水銀柱為研究對(duì)象,列出動(dòng)力學(xué)方程,可得被封閉氣體的壓強(qiáng).

解答 解:設(shè)水銀柱和玻璃管的質(zhì)量分別為m和M,以水銀柱和玻璃管為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律得:
(m+M)gsin30°-μ(m+M)gcos30°=(m+M)a 
整理得:a=$gsin30°-μgcos30°=\frac{1}{4}g$
以水銀柱為研究對(duì)象,設(shè)管的橫截面積為S,根據(jù)牛頓第二定律得:
P0S+m2gsin30°-PS=m2a
所以管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為 P=P0+$\frac{{m}_{2}g}{4S}$
答:被封閉的氣體壓強(qiáng)是${P}_{0}+\frac{{m}_{2}g}{4S}$

點(diǎn)評(píng) 計(jì)算氣體壓強(qiáng)是解決氣體問(wèn)題的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),基本方法是:以封閉氣體的液柱(或活塞、缸體等)為力學(xué)研究對(duì)象,分析受力,列出牛頓第二定律方程(靜止時(shí)即a=0)即可求解.對(duì)于靜止情形,常用到初中物理學(xué)到的流體知識(shí):①靜止液體壓強(qiáng)公式p=ρhg;②若液面與外界大氣壓接觸時(shí),靜止液體深h處壓強(qiáng)為p=p0+ρhg;③帕斯卡定律:加在密閉液體上的壓強(qiáng),能夠大小不變地由液體向各個(gè)方向傳遞;④連通器原理:連通的同一種液體中同一水平面上的壓強(qiáng)相等.⑤利用“液片”分析壓強(qiáng).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.如圖是醫(yī)用回旋加速器示意圖,其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒,兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并分別與高頻電源相連,兩個(gè)D形盒間隙足夠。F(xiàn)分別加速氘核(${\;}_{1}^{1}$H)和氦核(${\;}_{1}^{4}$He).下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.它們的最大速率相同
B.它們的最大動(dòng)能相同
C.氦核在D形盒中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng)
D.僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的活動(dòng)中:
(1)某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前,將實(shí)驗(yàn)器材組裝成如圖1所示.請(qǐng)你指出該裝置中的錯(cuò)誤或不妥之處(至少兩處):(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接的是直流電源.(2)實(shí)驗(yàn)前小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

(2)改正實(shí)驗(yàn)裝置后,該同學(xué)順得地完成了實(shí)驗(yàn),如圖2是他在實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,圖中相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s,可算得小車的加速度a=0.20m/s2
(3)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中保持拉力不變,得到了小車加速度隨質(zhì)量變化的一組數(shù)據(jù),如表所示,請(qǐng)你選擇合適刻度并畫出能直觀反映出加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線,從圖3線中可得出當(dāng)F不變時(shí),小車加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系是物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比.
實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度
a/m•s-2
小車與砝碼總質(zhì)量
m/kg
小車與砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)
m-1/kg-1
10.290.205.0
20.250.254.0
30.220.303.3
40.180.352.9
50.160.402.5

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

2.如圖分別為電流互感器和電壓互感器示意圖,它們的原副線圈比分別為1:1000和1000:1,則當(dāng)安培表中通過(guò)電流3A,伏特表中兩端電壓為3V時(shí),輸電線路中的電流為3000A,電壓為3000V.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

9.某同學(xué)拉動(dòng)一個(gè)30kg的箱子勻速前進(jìn),已知箱子與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,拉力F與水平面的夾角為30°,問(wèn)繩子的拉力F為多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

19.如圖,一質(zhì)量為10kg的物體放在一固定斜面上,斜面的傾角為37°,該物體恰好能沿斜面勻速下滑,設(shè)斜面足夠長(zhǎng),(取g=10m/s2,已知cos37°=0.8,sin37°=0.6)
(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)若將物體放在斜面上的同時(shí)對(duì)物體施加一個(gè)向水平向右的力F,大小為400N的推力(物體的初速度可視為零),求物體的加速度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.跳傘運(yùn)動(dòng)員從350米高空跳傘后,開(kāi)始一段時(shí)間由于傘沒(méi)打開(kāi)而做自由落體運(yùn)動(dòng),傘張開(kāi)(張開(kāi)時(shí)間不計(jì))后做加速度為2m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)地面時(shí)的速度為4m/s,重力加速度取10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是(  )
A.跳傘員自由落體中的下落高度約為59m
B.跳傘員打開(kāi)傘時(shí)的速度為43m/s
C.跳傘員加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間約為5s
D.跳傘員在312m高處打開(kāi)降落傘

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

3.直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流的變化的特性圖線,曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線,如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11:7
B.電源1與電源2的電動(dòng)勢(shì)之比是11:7
C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是1:2
D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是1:2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

4.下列關(guān)于重力、重心的說(shuō)法,正確的是(  )
A.重力是由于地面附近的物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的
B.任何有規(guī)則形狀的物體,它的重心一定與它的幾何中心重合
C.任何物體的重心都在物體內(nèi),不可能在物體外
D.用一繩子將物體懸掛起來(lái),物體靜止時(shí),該物體的重心一定在繩子的延長(zhǎng)線上

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