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秋季学期第五讲连通器
我们已经学习了液体压强,液体压强的计算公式和固体压强,液体压强有许多的应用,其中连通器是我们接触到最常见的。
图1洗手池,注意下端弯曲的连接部分
图2水坝神奇的水闸系统
你是否留意过家里的洗脸池下面水管,按常理来看,笔直的管子更容易让水流入下水道中,为什么却要做成如图1所示弯弯的一段呢?你是否思考过长江上的发电站水坝内外的船怎么样才能穿过大坝?你是否考虑过为什么教学楼内开水器的水位计能够显示炉内水的高度?很多显而易见却容易被忽略的生活现象,往往蕴含着很多有趣的物理知识,只要有发现的眼睛,就不会找不到物理的规律。
一、连通器及其原理
连通器:上端开口,下部相连通的容器
图3连通器原理我们已经知道在一个U型管中,如果只装一种液体不流动时,容器中的各个液面总是保持相平。如图3所示,底端CD处,由帕斯卡定律,在界面处所产生的压强应该相等(或者同一截面压力相等),当液面静止时,根据压强相等有
1
f所以此时有
p左p右,gh左gh右
h左h右
这就是连通器的原理。连通器的这个特点,可以解释很多生活中的现象。
【例题1】留心观察居民楼里的下水管(比如你家住在二楼,走进卫生间向上看,就能见到三楼的下水管),你会发现水池、抽水马桶的下水管有一段是弯成U形的,如图1所示.你知道这一段弯管有什么作用吗?说说它的工作原理.
【例题2】烧水用的水壶,应用了什么原理?
图4水壶【例题3】如图5所示,公路两侧的甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连,两渠水面相平,涵洞中的水流方向,正确的说法是A、水从水渠乙流向水渠甲B、水从水渠甲流向水渠乙C、因水面相平,水不流动D、以上说法都不对
图5涵洞【例题4】在连通器的两端分别装有清水和煤油,液面相平,如图6所示,如果将阀门K打开,则()
A、煤油向右流动C、均不流动
B、清水向左流动D、无法判断
【考点总结】
图6U型管
要判断连通器中各液面是否相平时,首先要知道连通器里装的是不是同种液体。如果连
通器里装有不同的液体时,要进行讨论:
(1)、以两种液体为例,如果装入的两种液体密度大小相同,则液面最终会相平;
(2)、如果两种液体密度大小不同,但相互间可互溶,可构成均匀的混合液,则液面依
然相平;
2
f(3)、如果连通器里装有密度不同的且不混合的液体,连通器液面不相平。【例题5】如图7所示,连通器粗管直径是细管直径的4倍,现在连通器中注入水银,待水银稳定后再r
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