两个内径不同的圆柱形容器(足够高)底部连通.分别由A、B两个可以移动的活塞密闭,内部充满水,活塞所受的重力不计,位置相平

两个内径不同的圆柱形容器(足够高)底部连通.分别由A、B两个可以移动的活塞密闭,内部充满水,活塞所受的重力不计,位置相平(如图).活塞面积分别为SA=10厘米2、SB=5厘米2.分别在两个活塞上加重力为GA=7牛、GB=0.5牛的砝码,重新静止后,活塞A、B相对于原来位置上升或下降的高度各是多少?(取g=10牛/千克)
b9876_ 1年前 已收到1个回答 举报

胃虾密 幼苗

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解题思路:(1)如图,知道砝码重和活塞面积,利用压强公式求活塞对水的压强,由此可得pA>pB,所以活塞A将下降,活塞B将上升.(2)设液体下降的高度为hA,上升的高度为hB,则下降液体的体积等于上升液体的体积,据此可求下降高度和升高高度的关系,当液体静止时A、B两边压强相等,可得PA=PB+ρ水g(hA+hB),据此求出活塞A相对于原来位置上升、活塞B相对于原来位置下降的高度值.

如图所示,加砝码后,活塞对水的压强分别为:
pA=
FA
SA=
GA
SA=
7N
10×10−4m2=7000Pa,
pB=
FB
SB=
GB
SB=
0.5N
5×10−4m2=1000Pa,
则有pA>pB,活塞A将下降,活塞B将上升.
设液体下降的高度为hA,上升的高度为hB
∵下降液体的体积等于上升液体的体积,
即:SAhA=SBhB
10cm2×hA=5cm2×hB
∴hB=2hA
当液体静止时A、B两边压强相等,可得:
PA=PBg(hA+hB),
即:7000Pa=1000Pa+1×103kg/m3×10N/kg×(hA+2hA),
解得:
hA=0.2m,
则hB=2hA=0.4m.
答:活塞A相对于原来位置上升了0.2m,活塞B相对于原来位置下降了0.4m.

点评:
本题考点: 帕斯卡原理及其应用;压强的大小及其计算;液体的压强的计算.

考点点评: 本题考查了学生对压强公式、液体压强公式、帕斯卡原理的掌握和运用,利用好隐含条件下降液体的体积等于上升液体的体积是本题的关键.

1年前

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