如图所示.A.B容器中各有一个可自由移动的轻活塞.活塞下是水.上为空气.大气压恒定.A.B底部由带有阀门K的管道相连.整个装置与外界绝热.原先A中水面比B中高.打开阀门.使A中的水逐渐向B中流.最后达到平衡.则在这个过程中.大气压力对水做功是多少?水的内能增加了多少?(已知水的密度为ρ.活塞面积分别为SA.SB.原来A.B中高度差为h) 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图所示，A、B容器中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下是水，上为空气，大气压恒定，A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡，则在这个过程中，大气压力对水做功是多少？水的内能增加了多少？（已知水的密度为ρ，活塞面积分别为S_A、S_B，原来A、B中高度差为h）

解：打开阀门K后，根据连通器原理，最后A、B两管中的水面将相平，即A中的水面下降，B中的水面上升，设A中水面下降h_A，B管水面上升的距离为h_B，由于水的总体积保持不变，故：S_Ah_A=S_Bh_B
A管中的水受到向下的大气压力，与水面下降的方向相同，所以大气压力对水做正功，设大气压强为P₀，对水做的功为W₁，则：W₁=F₁h_A=P₀S_Ah_A
B管中的水也受到向下的大气压力，与水面上升的方向相反，所以大气压力对水做负功，用W₂表示大气压力做的功，有：W₂=－F₂h_B= －P₀S_Bh_B
大气压力对水做的总功为：W=W₁+W₂=P₀S_Ah_A－P₀S_Bh_B
又S_Ah_A=S_Bh_B
所以W=0，即大气压力对水不做功
阀门打开后，水从高处流向低处，在这个过程中水的重力做正功，所以水的内能增加量等于水的重力势能的减小量

，其中

，

又S_Ah_A=S_Bh_B，h_A+h_B=h
由以上各式解得

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

三块相同的金属平板A、B、D自上而下水平放置，间距分别为h和d，如图所示．A、B两板中心开孔，在A板的开孔上搁有一金属容器P，与A板接触良好，其内盛有导电液体．A板通过闭合的电键K与电动势为U₀的电池正极相连，B板与电池负极相连并接地．容器P内液体在底部小孔O处形成质量为m，带电量为q的液滴后自由下落，穿过B板的开孔O′落到D板上，其电荷被D板吸附，液体随即蒸发．接着容器底部又形成相同的液滴自由下落，如此继续．设整个装置放在真空中．
（1）第一个液滴到达D板时的速度为多少？
（2）D板最终可达到多高的电势？
（3）设液滴的电量是A板所带电量的a倍（a=0.02），A板与B板构成的电容器的电容为C₀=5×10^-12F，U₀=1000V，m=0.02g，h=d=5cm．试计算D板最终的电势值．（g=10m/s²）
（4）如果电键K不是始终闭合，而只是在第一个液滴形成前闭合一下，随即打开，其他条件与（3）相同．在这种情况下，D板最终可达到的电势值为多少？说明理由．（不需要计算．）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，B球放在倾角为α的固定光滑斜面上，A球放在装有水的容器底部（容器底部直径足够大）．现用手控制住B球，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知A球的质量为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，图示状态水的深度为h，A球的体积为V，开始时整个系统处于静止状态．释放B球后，B球沿斜面下滑至速度最大时A球恰好离开水面一半，不计大气压强．下列说法正确的是（　　）