Question

如图是一根U型管，左管细，右管粗，但上下粗细均匀．内部有一定量水，当右管内放入一个薄形无摩擦的密闭活塞后。静止时，两管尺寸如图所示，单位是cm．已知左管截面积是10cm²，右管截面积是40cm²．求：（1）活塞的质量；（2）右管最多还能在活塞上加多少力而不使水从左管溢出？

 

Answer 1

答案：
解析：

分析 因左管水面高出右管5cm，因此活塞下侧面受到水向上的压强．根据力平衡条件，活塞重力应等于水对活塞向上的压力． 当活塞上加压力时，左管水面要升高．由于水体积不可压缩，而左管水面最多只能上升20cm，因此右管活塞随水而最多只能下降5cm，此时两管水面高度差是30cm． ＝11.76N． 答 活塞质量为200g，活塞上所加最大外力应不超过11.76N．

提示：