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关于大气压的物理实验问题,请老师们指点,多谢啦!某教师用“试管爬升”的实验装置来实验验证大气压的存在,其做法如下,两个直径很小的平底试管,将细管底部插入装满水的粗试管内,再将两
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问题描述:

关于大气压的物理实验问题,请老师们指点,多谢啦!

某教师用“试管爬升”的实验装置来实验验证大气压的存在,其做法如下,两个直径很小的平底试管,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,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.

若细试管的重力为G、外直径为d,水的密度为ρº,大气压强为Pº,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hº满足什么条件时,它刚好可以向上“爬升”?

胡春生回答:
  2013(天津)   (1)F0=p0S=p0πd2/4.   (2) 细试管受力情况如图   细试管刚好能“爬升”时,细试管受力平衡F0=G+F,p0S=G+(p0-ρ0gh0)S,h0=4G/πd2ρ0g.
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