问题补充:
如图所示,一端封闭、长为l(约1米)、横截面积为S的轻质玻璃管,管壁厚度可忽略不计,将它注满水银后,倒立于足够深的水银槽中.现将玻璃管竖直向上缓慢匀速提起,设环境为一标准大气压,下述正确的是A.当玻璃管浸没在水银槽中时,所需拉力大小F=ρ水银lSgB.当玻璃管口与槽内水银面相平时,所需拉力大小F=ρ水银lSgC.当玻璃管顶端露出槽内水银面后,顶端即出现真空D.当玻璃管顶端到槽内水银面的距离大于76cm时,管内外水银面高度差保持不变
答案:
D
解析分析:A、玻璃管浸没在水银槽中,如果管本身的重力忽略,那水银柱的重力与它所受的浮力是一对平衡力,相当于水银柱悬浮于水银中,当然拉力就为零了;B、玻璃管口与水银面相平时,也就是相当于约1米的管都在液面之上,而我们知道,大气压只能支持约760mm的水银柱,所以这段水银柱的高度L′要小于玻璃管的长L,所需的拉力正好与这一段水银柱的重力平衡就可以了;C、大气压能支持约760mm高的水银柱,所以玻璃管至少要露出水银面超过760mm,顶端才会出现真空;D、因为大气压只能支持约760mm高的水银柱,所以当管内水银面的距离大于76cm时,管再长它的高度也不可能再增加了.
解答:A、在忽略玻璃管本身重力时,水银柱的重力与所受浮力平衡,此时所需拉力为0;B、在此情况下所需拉力应为F=ρ水银L′Sg,而L′的大小应为约760mm,而不是1m;C、玻璃管顶端露出槽内水银面后,顶端不会出现真空,只有达到760mm以上才会出现;D、只要管内的空间大于760mm就会一直保持这个高度不变.故选D.
点评:这是对托里拆利实验的一个拓展,除了对大气压测量方法的把握以外,我们还应学会对装有水银的玻璃管进行受力分析.
如图所示 一端封闭 长为l(约1米) 横截面积为S的轻质玻璃管 管壁厚度可忽略不计 将它注满水银后 倒立于足够深的水银槽中.现将玻璃管竖直向上缓慢匀速提起 设环境为一