Question

【題目】如圖所示，一個(gè)粗細(xì)均勻的薄壁玻璃管倒扣在水銀槽內(nèi)，上面用彈簧測(cè)力計(jì)拉著處于靜止?fàn)顟B(tài)．此時(shí)管內(nèi)有一部分空氣，管內(nèi)外水銀面高度差為h，管內(nèi)水銀面比管的開口處高出H. 忽略玻璃管本身的重力，則彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等于

A. 管內(nèi)氣體對(duì)玻璃管底部的壓力

B. 玻璃管內(nèi)h高水銀柱所受重力的大小

C. 上面A、B中所述的兩個(gè)數(shù)值之和

D. 玻璃管內(nèi)H高的水銀柱所受重力的大小.

Answer 1

【答案】B

【解析】

找準(zhǔn)研究對(duì)象，并對(duì)研究對(duì)象的受力情況進(jìn)行準(zhǔn)確的分析是解答此題的關(guān)鍵．以玻璃管為研究對(duì)象：受到內(nèi)外氣壓的作用；以玻璃管內(nèi)h高銀柱為研究對(duì)象，受到重力和拉力作用．

本題中，玻璃管是薄壁的，故不計(jì)玻璃管玻璃部分的截面積，不計(jì)玻璃在水銀槽中排開水銀的體積，也不計(jì)玻璃管所受水銀的浮力。另外，玻璃管本身的重力也不計(jì)。以玻璃管（包括管中上部h高水銀柱和管內(nèi)的氣體）為研究對(duì)象。設(shè)玻璃管的橫截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為P0，由于管內(nèi)上部h高水銀柱的底部與槽內(nèi)水銀面等高，故此處壓強(qiáng)等于外界大氣壓強(qiáng)P0，所以研究對(duì)象上下四周的壓強(qiáng)均為P0，壓力的合力為零。除此以外，研究對(duì)象還受重力和彈簧測(cè)力計(jì)拉力，二力平衡。故彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等于玻璃管內(nèi)h高水銀柱所受重力的大�。úＡЧ芤约肮軆�(nèi)氣體的重力均忽略不計(jì)）。即選項(xiàng)B正確。本題中，若僅取玻璃管作研究對(duì)象，根據(jù)對(duì)稱性，內(nèi)外氣體以及外水銀柱對(duì)它水平方向上的力的合力為零。玻璃管在豎直方向上受外界氣體對(duì)它底部向下的壓力、內(nèi)部氣體對(duì)它向上的壓力、彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它的拉力，根據(jù)三力平衡可得；彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等于外界大氣壓與管內(nèi)氣體對(duì)玻璃管底部的壓力之差。故ACD錯(cuò)誤。 故選B。