Question

【題目】如圖所示，一個粗細均勻的薄壁玻璃管倒扣在水銀槽內，上面用彈簧測力計拉著處于靜止狀態(tài)．此時管內有一部分空氣，管內外水銀面高度差為h，管內水銀面比管的開口處高出H. 忽略玻璃管本身的重力，則彈簧測力計的讀數(shù)等于

A. 管內氣體對玻璃管底部的壓力

B. 玻璃管內h高水銀柱所受重力的大小

C. 上面A、B中所述的兩個數(shù)值之和

D. 玻璃管內H高的水銀柱所受重力的大小.

Answer 1

【答案】B

【解析】

找準研究對象，并對研究對象的受力情況進行準確的分析是解答此題的關鍵．以玻璃管為研究對象：受到內外氣壓的作用；以玻璃管內h高銀柱為研究對象，受到重力和拉力作用．

本題中，玻璃管是薄壁的，故不計玻璃管玻璃部分的截面積，不計玻璃在水銀槽中排開水銀的體積，也不計玻璃管所受水銀的浮力。另外，玻璃管本身的重力也不計。以玻璃管（包括管中上部h高水銀柱和管內的氣體）為研究對象。設玻璃管的橫截面積為S，外界大氣壓強為P0，由于管內上部h高水銀柱的底部與槽內水銀面等高，故此處壓強等于外界大氣壓強P0，所以研究對象上下四周的壓強均為P0，壓力的合力為零。除此以外，研究對象還受重力和彈簧測力計拉力，二力平衡。故彈簧測力計的讀數(shù)等于玻璃管內h高水銀柱所受重力的大�。úＡЧ芤约肮軆葰怏w的重力均忽略不計）。即選項B正確。本題中，若僅取玻璃管作研究對象，根據(jù)對稱性，內外氣體以及外水銀柱對它水平方向上的力的合力為零。玻璃管在豎直方向上受外界氣體對它底部向下的壓力、內部氣體對它向上的壓力、彈簧測力計對它的拉力，根據(jù)三力平衡可得；彈簧測力計的讀數(shù)等于外界大氣壓與管內氣體對玻璃管底部的壓力之差。故ACD錯誤。 故選B。