如图所示,有一连通器,左右两管的横截面积均为S,内盛密度为ρ的液体,开始时两管内的液面高度差为h,若打开底部中央的阀门K,液体开始流动,最终两液面相平.在这一过程中,液体的重力势能变化了多少?是增加了还是减少了?如果是减少了,减少的重力势能到哪里去了?
重力势能减少了 ,减少的重力势能转化为系统的内能.由于 A、B两管横截面积相等,液体是不可压缩的,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,液面最终静止在初始状态A管液面上方处.因为物体的重力势能与过程无关,只与初、末状态的位置有关,所以可以将过程简化,视为将 B管中高的液柱移动到A管中,达到液体最终静止的状态,而其他的液体的位置没有变化,对应的重力势能也没有变化,全部液体重力势能的变化,就是B管上部长的液柱重力势能的减少,不难看出,B管中重力势能变化的部分液柱其重心的高度减小了 ,它的重力,所以全部液体重力势能减少了,减少的重力势能全部转化为系统的内能.此题考查了学生对重力势能状态特性的理解,也考查了学生如何计算重力势能的变化.解题的技巧是根据重力势能的大小与发生的过程无关,将问题等效地转化为“将 B管上方的液柱直接移到A管上方,求系统重力势能的变化”,使问题变得一目了然,当然,这不是惟一的解法,若设初始状态A管中的液面为零势能参考平面,分别计算出A管液面以上的液体在初、末状态的重力势能,然后求重力势能的变化,也是一种常用的方法.应当引起注意的是大小和形状不可忽略的物体在计算重力势能时,要由其重,心的位置来确定物体的高度. |
科目:高中物理 来源:全优设计必修二物理人教版 人教版 题型:038
如图所示,有一连通器,对外绝热,左右两管的横截面积均为S,内盛密度为ρ的液体.开始时两管内的液面高度差为h,若打开底部中央的阀门K,液体开始流动,最终两液面相平.在这一过程中,液体的重力势能变化了多少?是增加了还是减少了?如果是减少了,减少的重力势能到哪里去了?
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科目:高中物理 来源:训练必修二物理人教版 人教版 题型:038
如图所示,有一连通器,左右两管的横截面积均为S,内盛密度为ρ的液体.开始时两管内的液面高度差为h,若打开底部中央的阀门K,液体开始流动,最终两液面相平.在这一过程中,液体的重力势能变化了多少?是增加了还是减少了?如果是减少了,减少的重力势能到哪里去了?
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科目:高中物理 来源:101网校同步练习 高一物理 人教社(新课标B 2004年初审通过) 人教实验版 题型:038
如图所示,有一连通器,左右两管的横截面积均为s,内盛密度为ρ的液体,开始时两管内的液面高度差为h.若打开底部中央的阀门K,液体开始流动,最终两液面相平.在这一过程中,液体的重力势能变化了多少?是增加了还是减少了?如果是减少了,减少的重力势能到哪里去了?
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科目:高中物理 来源:同步题 题型:计算题
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