如图,质量为m、管口截面积为S的足够长的玻璃管内灌满密度为ρ的水银.现把它竖直倒插在水银槽中,再慢慢向上提起,直到玻璃管

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  • 解题思路:对玻璃管口刚与槽中的水银面接触的玻璃管受力分析,根据平衡条件列出式子,即可分析作用在天平左端的力的大小,然后根据天平原理得出右端所加砝码质量.

    玻璃管口刚与槽中的水银面接触时,将玻璃管和里面的水银作为一个整体,则受力情况为:

    竖直向下的是:玻璃管和里面的水银的重力,即G=G玻璃+G水银=mg+m水银g=mg+ρV水银g=mg+ρSH水银g;

    竖直向上的是:天平左端的拉力F和大气压对水银的支持力N,即F向上=F+N=F+PS;

    根据物体的平衡条件可知:F向上=G

    由于由图可知这是托里拆利实验,则大气压:P=ρgH水银

    故F=mg

    要使天平平衡,则所加砝码质量等于m.

    故答案为:m.

    点评:

    本题考点: 力矩的平衡条件.

    考点点评: 该题实际上是考查托里拆利实验,通过受力平衡的方式进行考查,方式较为灵活,是一道好题.因为玻璃管里面的水银对玻璃管没有作用力,实验该题还可理解为,天平左端的拉力就等于玻璃管的重力,这样解答会更方便.

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