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把一端封閉的粗細均勻的玻璃管放在傾角為300的斜面上,開始時讓玻璃管不動,管中有一段16cm長的水銀柱將長為20cm長的空氣封入管內,如果讓玻璃管在斜面上加速下滑,如圖所示。已知玻璃管與斜面間的動摩擦因數μ=,外界大氣壓強為76cmHg,

求玻璃管沿斜面勻加速下滑時,封閉的氣柱長度為       cm,設斜面足夠長,能保證玻璃管穩定勻加速下滑。

 

【答案】

22cm

【解析】設水銀柱和玻璃管的質量分別為m和M,以水銀柱和玻璃管為研究對象,根據牛頓第二定律得:

(m+M)gsin300―μ(m+M)gcos300 =(m+M)a 得:a=g/4

以水銀柱為研究對象,設管的橫截面積為S,根據牛頓第二定律得 :

P0S+mgsin300―PS=ma

因為m=ρl S ,l=16cm,P0=76cmHg

所以管內氣體壓強為 P=P0+ρgl/4=76+16/4=80cmHg

有氣體等溫定律  可知  (76+8)*20=80L   L=22cm

點撥:計算氣體壓強是解決氣體問題的一個關鍵點,基本方法是:以封閉氣體的液柱(或活塞、缸體等)為力學研究對象,分析受力,列出牛頓第二定律方程(靜止時即a=0)即可求解。對于靜止情形,常用到初中物理學到的流體知識:①靜止液體壓強公式;②若液面與外界大氣壓接觸時,靜止液體深h處壓強為;③帕斯卡定律:加在密閉液體上的壓強,能夠大小不變地由液體向各個方向傳遞;④連通器原理:連通的同一種液體中同一水平面上的壓強相等。⑤利用“液片”分析壓強。

 

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科目:高中物理 來源:黑龍江省大慶鐵人中學2010-2011學年高二下學期期末考試物理試題 題型:022

把一端封閉的粗細均勻的玻璃管放在傾角為30°的斜面上,開始時讓玻璃管不動,管中有一段16 cm長的水銀柱將長為20 cm長的空氣封入管內,如果讓玻璃管在斜面上加速下滑,如圖所示.已知玻璃管與斜面間的動摩擦因數μ,外界大氣壓強為76 cmHg,求玻璃管沿斜面勻加速下滑時,封閉的氣柱長度為________cm,設斜面足夠長,能保證玻璃管穩定勻加速下滑.

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求玻璃管沿斜面勻加速下滑時,封閉的氣柱長度為       cm,設斜面足夠長,能保證玻璃管穩定勻加速下滑。

 

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科目:高中物理 來源:2010-2011學年黑龍江大慶鐵人中學高二下學期期末考試物理卷 題型:填空題

把一端封閉的粗細均勻的玻璃管放在傾角為300的斜面上,開始時讓玻璃管不動,管中有一段16cm長的水銀柱將長為20cm長的空氣封入管內,如果讓玻璃管在斜面上加速下滑,如圖所示。已知玻璃管與斜面間的動摩擦因數μ=,外界大氣壓強為76cmHg,

求玻璃管沿斜面勻加速下滑時,封閉的氣柱長度為      cm,設斜面足夠長,能保證玻璃管穩定勻加速下滑。

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