如圖5-4-4所示，有一連通器，左右兩管的橫截面積均為S，內(nèi)盛密度為ρ的液體.開(kāi)始時(shí)兩管內(nèi)的液面高度差為h，若打開(kāi)底部中央的閥門(mén)K，液體開(kāi)始流動(dòng)，最終兩液面相平.在這一過(guò)程中，液體的重力勢(shì)能變化了多少？是增加了還是減少了？如果是減少了，減少的重力勢(shì)能到哪里去了？

圖5-4-4

重力勢(shì)能減少了h2ρgS，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能.


解析:

由于A、B兩管截面積相等，液體是不可壓縮的，所以B管中液面下降的高度和A管中液面上升的高度相同，液面最終靜止在初始狀態(tài)A管液面上方h處.因?yàn)槲矬w的重力勢(shì)能與過(guò)程無(wú)關(guān)，只與初末狀態(tài)的位置有關(guān)，所以可以將過(guò)程簡(jiǎn)化，視為將B管中h高的液柱移動(dòng)到A管中，達(dá)到液體最終靜止的狀態(tài)，而其他的液體的位置沒(méi)有變化，對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能也沒(méi)有變化，全部液體重力勢(shì)能的變化，就是B管上部h長(zhǎng)的液柱重力勢(shì)能的減少.不難看出，B管中重力勢(shì)能變化的部分液柱其重心的高度減小了：Δh=h，它的重力mg=hSρg，所以全部液體重力勢(shì)能減少了|ΔEp|=mgΔh=(ρhSg)( h)=h2ρgS，減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖5-4-4所示，與理想變壓器相連的四只燈泡相同，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，接在副線圈上的三只燈泡正常發(fā)光.則對(duì)于串聯(lián)在原線圈上的燈泡A(    )

圖5-4-4

A.比正常發(fā)光時(shí)的亮度更大                  B.也能正常發(fā)光

C.比正常發(fā)光時(shí)的亮度更暗                  D.無(wú)法判斷其亮度情況

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖5-4-4所示,在男女雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中,男運(yùn)動(dòng)員以自身為轉(zhuǎn)動(dòng)軸拉著女運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若男運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)速為30 r/min,女運(yùn)動(dòng)員觸地冰鞋的線速度為4.8 m/s,求女運(yùn)動(dòng)員做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度和半徑.

圖5-4-4

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

有一在水平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓臺(tái)，半徑為R，如圖5-4-4所示，圓臺(tái)邊緣A處坐著一個(gè)人，此人舉槍想擊中圓心O處的目標(biāo)，如果子彈射出速度為v，則(    )

圖5-4-4

A.槍身與OA的夾角θ=arcsinωR/v，瞄向O點(diǎn)右側(cè)

B.槍身與OA的夾角θ=arcsinωR/v，瞄向O點(diǎn)左側(cè)

C.槍身與OA的夾角θ=arctanωR/v，瞄向O點(diǎn)右側(cè)

D.應(yīng)對(duì)準(zhǔn)O點(diǎn)瞄準(zhǔn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

一塊玻璃磚有兩個(gè)相互平行的表面，其中一個(gè)表面是鍍銀的（光線不能通過(guò)此表面）.現(xiàn)要測(cè)定此玻璃的折射率.給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚（P1、P2、P3、P4）、帶有刻度的直角三角板、量角器.

    實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個(gè)相互平行的表面與紙面垂直.在紙上畫(huà)出直線aa′和bb′，aa′表示鍍銀的玻璃表面，bb′表示另一表面，如圖5-4-4所示.然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2（位置如圖）.用P1、P2的連線表示入射光線.

圖5-4-4

i.為了測(cè)量折射率，應(yīng)如何正確使用大頭針P3、P4？

試在題圖中標(biāo)出P3、P4的位置.

ii.然后，移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過(guò)作圖的方法標(biāo)出光線從空氣到玻璃中的入射角θ1與折射角θ2.簡(jiǎn)要寫(xiě)出作圖步驟.

iii.寫(xiě)出用θ1、θ2表示的折射率公式為n=_____________.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖5-4-4所示,在男女雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中,男運(yùn)動(dòng)員以自身為轉(zhuǎn)動(dòng)軸拉著女運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若男運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)速為30 r/min,女運(yùn)動(dòng)員觸地冰鞋的線速度為4.8 m/s,求女運(yùn)動(dòng)員做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度和半徑.

圖5-4-4

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