向下沉一些,再上浮 D .无法判断【解析】右管中注水时,会使 U 形管左端封闭的气体压强增加,左端液面整体上升.答案: B 【例 45】如右图所示, 连通器左管的横截面积为 4cm 2, 右管的横截面积为 2cm 2. 当塞子密封时,其内水银液面高度差为 30cm .当时大气压为 70 厘米水银柱高, g取 10牛/ 千克.试求: (1 )左管内密闭气体的压强; (2 )塞子所受的静摩擦力的大小和方向; (3 )塞子拔了后,左管内水银面上升的距离. 【解析】(1) 以左管内气体和水银的分界面为研究对象, 界面上方受气体的压强 P 的作用, 界面下方受水银的压强 0Pρgh ?的作用,由于界面是静止的,所以 0 0 0 p p ρghρghρghρ g h h ? ?????() 3 3 5 13 6 10 kg / m 10N/kg 0 7m 0 3m 136 10 Pa ? ???= . ( . + . ) = . (2 )取塞子为研究对象,活塞受本身的重力 G (本题可忽略) 、上方向下的大气压力 0F 和下方向上的气体压力 F ,由于 0 p p ?,所以虽然塞子平衡,但有向上运动的趋势,故瓶对塞子的静摩擦力向下.根据力的平衡可以得出: 0 F G f F ? ??所以 0 0 0 f F F G pS p S ? ????? 5 3 -4 2 136 10 Pa 13.6 10 10 0 7Pa 4 10 m 16.32N ? ? ??????( . - . ) (3) 设当塞子拔了后左管的水银上升 h?, 则右管的水银面下降 2h?, 此时, 左右两管的液面相平.
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