高中物理选修3-3,U形管加速运动其内部气体压强的问题。

作者&投稿:韦疯 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
高中物理 u形管水银柱的压强 问题如图~

同一液面高度处压强相等,也就是h1顶部压强就是等于大气压强p0,所以a处压强是po+pgh1

1 水银柱静止时,管内外压力平衡,所以右边的管最高处就是75cm,减去上部的30cm,B处压强是45cmHg。

2 左管与右管的最高点压力是相同的,都是75cmHg。那么A处压强就是:75+50=125cmHg.

设管的横截面积为 s ,两边水银面高度差为 h ,水银密度为 ρ 。

则,加速时封闭气体的压强P满足 :Po LS = P (L - h/2)S ,得:P = Po L /(L - h/2) ①
以水平管中的水银为研究对象,管壁对水银的作用力不考虑,
水银受向左的由开口端的大气压力产生的力,大小为 Po S ,
向右的由封闭气体产生的力 P S 和水银柱产生的力 ρgh S ,
由牛顿第二定律可得:P S + ρghS - Po S = ma ②
而 m = ρ v = ρ L S ③
大气压强为Po=75cmHg,相当于ho= 75cm 的水银柱产生的压强,
所以,Po可表示为 Po= ρgho ④ (利用此式可将ρg 消去,减小运算量)
将①、③、④带入②并带入数据可得:h² - 100h + 100 = 0
解得:h1 = (50-20√6 )cm
h2 = (50 + 20√6 )cm (大于空气柱原来的长度,不合题意,舍去)

恩恩 我一开始看成横过来的水银管了orz……
正题
以0.5g向右加速
分析下方横管中的水银 P(左段空气)+h左- P0- h右 =ma
(这里h的1cm代表1cmHg,方便点看懂就行)
然后m,因为h cm高水银柱(mg)的压强就是h cmhg,那么这里m相当于L/g的压强

原先左段空气为P0 运用P0*L=P(左段空气)*(L-△L)
又2△L=h左-h右

这三个式子就可以解出2△L是多少了


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