某教师用“试管爬升”的实验装置来验证大气压的存在,其做法如下:取两个直径相差很小的平底试管,将细管底部插入装满水的粗试管内,再将两试管迅速倒置(保持竖直),会看到细试管慢慢“爬进”粗试管里,如图所示,细试管能否在粗试管内竖直向上“爬升”,取决于开始时细试管插入粗试管的深度,如果插入过浅细试管就不能自动上升,若细试管的重为、外直径为,水的密度为,大气压强为,请你通过推导计算,回答下列问题:
(1)细试管在“爬升”时,受到大气对它竖直向上的压力是多少?
(2)细试管开始插入的深度满足什么条件时,它刚好可以向上“爬升”?
小资料 ①液体由于受到重力作用,其内部有压强,计算液体压强的公式为。其中为液体密度,为液体的深度。 ②加在密闭液体上的压强、可以大小不变地向各个方向传递 |
(2)细试管开始插入的深度满足什么条件时,它刚好可以向上“爬升”?
更新时间:2024-05-25 08:34:59
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【推荐1】某款国产插电混动汽车,汽油发动机既可向车轮提供动力,又可向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过驱动电机向车轮输送。整车质量(含驾驶员)为1.8t,搭载电池电量为18.75kW•h,纯电行驶时效率约为80%,利用汽油发动机行驶时热机平均效率约为30%,在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶,受到的阻力为总重的k=0.03倍。汽油热值约为q=4.5×107J/kg,g=10N/kg,求此时:
(1)汽车需要的牵引力;
(2)以纯电行驶时,假如电池从满电到耗尽电量,可以行驶的最大路程;
(3)车辆行驶(2)中相同路程,如果以汽油发动机行驶时,需要燃烧的汽油质量。
(1)汽车需要的牵引力;
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【推荐2】如图所示,动滑轮重4N,所吊重物B重20N,物体A重240N,此时物体B恰好在20s内匀速下降了2m,不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。求:
(1)物体B下降的速度是多大?
(2)水平面对物体A的摩擦力是多大?
(3)要使物体B恰好以0.2m/s的速度匀速上升,则要对物体A施加水平向右拉力F的功率为多大?
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【推荐1】如图所示,薄壁轻质柱形容器置于水平地面上,其底面积为2×10﹣2米2,高度为0.5米,容器中盛有水的深度为0.3米。求:
① 水的质量m水。
② 水对容器底部的压强p水。
③ 现将一个密度ρ为2×103千克/米3的物体浸没在容器里的水中,若使容器对地面压强p容的增加量为1.96×103帕<Δp容<6.86×103帕,求物体体积V的范围。
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【推荐2】水平地面放着一个容器,重为60N,其底面积为1200cm²。容器内装有0.2m深的水,水的质量是30kg,如图所示。(g取10N/kg)
(1)容器内所装水的重力?
(2)容器底部受到水的压强?
(3)容器对地面产生的压强?
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【推荐1】如图甲所示,超高压水切割又称“水刀”,它是将普通水经过多级增压后,对切割表面产生108~109Pa的压强。工业上常用水刀切割玻璃、大理石、钢板等坚硬物体。这种切割方式具有切割速度快、不发热等许多优点。
(1)下表是某玻璃加工厂高压水切割机部分技术参数,表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升,若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化,求:
①水流对玻璃表面的压力?
②高压水从喷嘴喷出时的速度v的大小?
(2)玻璃加工厂常用如图乙所示“低压吸盘吊车”吊运玻璃。先将6个吸盘压在玻璃上,然后启动抽气机抽出吸盘内空气使吸盘内的气压减小,在大气压作用下吸盘将玻璃“吸住”,面积75cm2,6个吸盘内的气压相同。有一块面积为2m2,质量为90kg,水平放置的玻璃,当大气压为1.0×105Pa时,吸盘内的气压至少要达到多少以下才能把玻璃“吸”起?
(1)下表是某玻璃加工厂高压水切割机部分技术参数,表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升,若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化,求:
型号 | 压强/Pa | 喷嘴横截面积/m2 | 排量/L•min﹣1 |
2230 | 3×108 | 5×10﹣8 | 2.7 |
②高压水从喷嘴喷出时的速度v的大小?
(2)玻璃加工厂常用如图乙所示“低压吸盘吊车”吊运玻璃。先将6个吸盘压在玻璃上,然后启动抽气机抽出吸盘内空气使吸盘内的气压减小,在大气压作用下吸盘将玻璃“吸住”,面积75cm2,6个吸盘内的气压相同。有一块面积为2m2,质量为90kg,水平放置的玻璃,当大气压为1.0×105Pa时,吸盘内的气压至少要达到多少以下才能把玻璃“吸”起?
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【推荐2】水的沸点与水面上方气体的压强有关,气体压强越大水的沸点越高.下面给出了水面上方气体的压强与沸点的关系.技术员利用这一关系,设计了如下图所示的锅炉水温控制装置.图中OC为一可绕O点旋转的杠杆(质量不计),在横杆上的B点下方连接着阀门S(阀门自身重力不计),阀门的底面积为6cm2,OB长度为20cm,横杆上A点处挂着重物 G,OA长度为60cm.对水加热时,随着水温的升高,水面上方气体压强增大.当压强增大到一定程度时,阀门S被顶开,使锅炉内气体压强减小,水开始沸腾.当重物G挂在不同位置时,锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同,从而控制锅炉内的水的最高温度.
(1)当锅炉内水的温度达到120℃沸腾时,锅炉内气体的压强是多少?
(2)当大气压为1.0×105Pa时,将G挂在A位置,锅炉内水沸腾时的温度为120℃,求此时阀门底部受到的气体向上的压力和上部受到的大气压力的差值是多少?(计算时可认为阀门上、下底面积相等)
(3)当外界大气压强为1.0×105Pa时,要使锅炉内水的温度达到110℃时沸腾,应将G挂在离O点多远处?
压强(帕) | 1.0×105 | 1.4×105 | 2.0×105 | 2.7×105 |
沸点(℃) | 100 | 110 | 120 | 130 |
(1)当锅炉内水的温度达到120℃沸腾时,锅炉内气体的压强是多少?
(2)当大气压为1.0×105Pa时,将G挂在A位置,锅炉内水沸腾时的温度为120℃,求此时阀门底部受到的气体向上的压力和上部受到的大气压力的差值是多少?(计算时可认为阀门上、下底面积相等)
(3)当外界大气压强为1.0×105Pa时,要使锅炉内水的温度达到110℃时沸腾,应将G挂在离O点多远处?
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