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专题讲座:液柱移动问题

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专题:气体状态变化导致的液柱动态变化问题 一、气体温度不变(运动状态和放置方式改变) 例1 、如图所示,开口向下并插入水银槽中的粗细均匀的玻璃管内封闭着长为H 的空气柱,管内水银柱高于水银槽h ,若将玻璃管竖直向上缓慢地提起(管下端未离开槽内水银面),则H 和h的变化情况为( A ) A.H 和h 都增大 B.H 和h 都减小 C.H 减小,h 增大 D.H 增大,h 减小 分析与解:(假设法) 思路一:假设管内水银柱高度不变 由于水银柱的高度不变,封闭空气柱变长,根据玻意耳定律,气体体积增大,空气柱压强变小,根据P=P0-ρgh(即 h 增大)。所以 H 和h 都增大 思路二:假设管内封闭空气柱长度不变 由于管内封闭空气柱长度不变, h 增大,压强减小,根据玻意耳定律压强减小,体积增大。所以 H 和h 都增大。 小结:解决动态变化的常用方法就是假设法,然后利用 PV 之间关系来确定压强和体积如何变化。(水银柱高于水银槽的高度与气柱长度同增同减)但是水银柱从静止改变运动状态最根本的原因就是受力不再平衡。 1、如图所示,一端封闭的玻璃管开口向下竖直插入水银槽中,管的上部封有部分空气,玻璃管露出槽中水银面的长度为L,两水银面的高度差为h,现保持L 不变,使玻璃管向右转过一个小角度,则( BD ) A.h 将增大 B.h将减小 C.h 不变 D.空气柱的长度会减小 2、运动状态和放置方式的改变 例2、如图所示,粗细均匀的玻璃管,两端封闭,中间用一段小水银柱将空气分隔成A、B 两部分,竖直放置处于静止时,水银柱刚 好 在 正 中, (1)现让 玻璃管做 自 由落 体运动时,水银柱相 对 玻璃管如何移 动? 分析与解: H h A B h L 原 来 静 止 时PB>PA, 玻 璃 管 自 由 落 体 运 动 时 , 水 银 处 于 完 全 失重 状 态 , 所 以 末 状 态 当 水 银 柱 相 对 玻 璃 管 稳 定 时PB=PA( 结 合 受 力分 析 ), 对 于 A 气 体 压 强 增 大 根 据 玻 意 耳 定 律 , 体 积 减 小 , 而 B 气体 正 好 相 反 , 所 以 水 银 相 对 玻 璃 管 向 上 移 动 。( 用 假 设 法 , 假 设 体积 不 变 , 原 来 平 衡 PB>PA ,, 现 需 要 向 下 的 合 外 力 , 所 以 PA增 大 , PB减 小 ) 思 考 : 有 没 有 可 能 PA增 大 , PB不 变 ? (...

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