有一道物理题.图我暂时无法上传,不过看看题目就可以把图画出来了一个圆柱形的竖井里存有一定量的水,井的侧面和底部是密闭的.在井中固定的插着一根两端开口的薄壁圆管,管和井共轴,管

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/28 19:54:47
有一道物理题.图我暂时无法上传,不过看看题目就可以把图画出来了一个圆柱形的竖井里存有一定量的水,井的侧面和底部是密闭的.在井中固定的插着一根两端开口的薄壁圆管,管和井共轴,管

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有一道物理题.图我暂时无法上传,不过看看题目就可以把图画出来了
一个圆柱形的竖井里存有一定量的水,井的侧面和底部是密闭的.在井中固定的插着一根两端开口的薄壁圆管,管和井共轴,管下端未触及井底,在圆管内有一个不漏气的活塞,它可沿圆管上下滑动.开始时,管内外水面相齐,且活塞恰好触及水面,如图所示.现用卷扬机通过绳子对活塞施加一个向上的力F,使活塞缓慢向上移动.已知管筒半径r=0.100m,井的半径R=2r,水的密度ρ=1.0*10∧3kg/m∧3,大气压p=1*10∧5pa.求活塞上升H=9m的过程中拉力F所做的功.(井和管在水面以下的部分都足够长.不计活塞质量,不计摩擦,重力加速度g=10/m∧2.

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一个大气压可以支持的水柱高度为h
p=F/S=mg/S=ρ.V.g/s=ρ.h.g
所以h=p/ρ.g=10m.
由于活塞只上拉了9m,因此水柱实际高度为9m,其重心高度相对水面为4.5m.
其所做的功P=F.S=mgh=450π