试管爬升实验

某教师用“试管爬升”实验验证大气压的存在，其做法如下：取两个直径相差很小的平底试管，将细试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23所示，细试管能否在粗试管内竖直向上“爬升”，取决于开始时插入粗试管的深度，如果插入过浅细试管就不能自动上升。若细试管的重为G，外直径为d，水的密度为0，大气压强为p0,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h0满足什么条件时，它刚好可以向上“爬升”。、【答案】（1）F0=p0S=p0d2/4。（2）细试管受力情况如图答3。细试管刚好能“爬升”时，细试管受力平衡F0=G+F，p0S=G+（p0-0gh0）S，h0=4G/d20g。【解析】力学推断题。解：（1）大气压作用的面积：S=r2=（d2）2=d24，根据p=FS可得，细试管在“爬升”时受到大气对它竖直向上的压力：F0=p0S=p0d24=p0d24；（2）细试管受力情况如图所示：细管刚好能“爬升”时，细试管受力平衡，则F0=G+F，细试管受到水的压强：p水=p0-0gh0，细试管受到水的压力：F=p水S=（p0-0gh0）S，p0S=G+（p0-0gh0）S，解得：h0=G0gS=G0gd24=4Gd20g答：（1）细试管在“爬升”时，受到大气对它竖直向上的压力是p0d24；（2）细试管开始插入的深度h0不大于4Gd20g时，它刚好可以向上“爬升”某教师用试管爬升实验难大气压的存在,其做法如下:取两个直径相差很小的平底试管,将细试管底部插入装满水的粗试管内,再将两试管迅速倒置（保持直立），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内的深度，如果插入过浅细试管就不能自动上升。这道题有二个问号，第二个是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？谢谢大家了。那个打错了，是某教师用试管爬升实验验证大气压的存在分享到：2014-01-19 16:55提问者采纳向左转|向右转p1表示水的密度。对于红线上的理解，因为整个试管里的水是由大气压支持不往下掉，这是因为大气压与整个试管水产生的压强平衡，所以小试管顶部的水的压强等于大气压减去h0段水柱的压强。追问水面向下的时候，对细试管底部也有压强吗，并且求这个压强时的h也是从水面到所求点的吗？谢谢了。回答较大试管倒过来后，水对小试管底鄣的压强P=hpg，式中的h当然仍从上面的水面算起（即较大试管的底部）。正是这个h无法确定，所以利用逆向思维的方法，利用试管倒过来后，管中的水由于大气压的支持没有流出，所以大气压力P0S=试管中水向下的压力F=hpg(这个h指较大试管的整个长度）.如果把较大试管分成两段（即从底部到小试管底部和小试管底部到较大试管口），那么大气压力=F上+F下，F上=大气压力-F下（即h0p水gS）。我的解释不知你是否能理解，不清楚的地方，还可以再问追问我一直不明白的地方，大试管下部的水也就是和小试管重叠部分的水对小试管底部也有压强吗？可是看你列的式子是下部的水对小试管底部也有压强，为什么会有压强呢？麻烦解释一下好吗？回答大试管下部的水（即小试管周围的水）对小试管底部没有压强，只对小试管侧壁有压强。我算的小试管底部所受的压强P小是大试管上部分的水（即从大试管底部到小试管底部）产生的压强。我这样跟你讲解：设大试管长为L，小试管插入大试管深度为h0,这样大试管上部分水深为L-h0大试管上部分的水产生的压强（小试管底部受到的压强）P小=（L-h0)p水g；大试管下部分的水产生的压强P下=h0p水g；而整个大试管的水产生的压强P=Lp水g；所以大试管上部分的水产生的压强（小试管底部受到的压强）P小也可以等于整个大试管的水产生的压强P-大试管下部分的水产生的压强P下；即P小=P-P下=Lp水g-h0p水g；当大试管的水静止而不掉下来时，大气压P0=P，所以就有P小=P0-h0p水g。提问者评价谢谢你这么耐心细致的解答，非常感谢！