Question

【题目】如图所示，一个粗细均匀的薄壁玻璃管倒扣在水银槽内，上面用弹簧测力计拉着处于静止状态．此时管内有一部分空气，管内外水银面高度差为h，管内水银面比管的开口处高出H. 忽略玻璃管本身的重力，则弹簧测力计的读数等于

A. 管内气体对玻璃管底部的压力

B. 玻璃管内h高水银柱所受重力的大小

C. 上面A、B中所述的两个数值之和

D. 玻璃管内H高的水银柱所受重力的大小.

Answer 1

【答案】B

【解析】

找准研究对象，并对研究对象的受力情况进行准确的分析是解答此题的关键．以玻璃管为研究对象：受到内外气压的作用；以玻璃管内h高银柱为研究对象，受到重力和拉力作用．

本题中，玻璃管是薄壁的，故不计玻璃管玻璃部分的截面积，不计玻璃在水银槽中排开水银的体积，也不计玻璃管所受水银的浮力。另外，玻璃管本身的重力也不计。以玻璃管（包括管中上部h高水银柱和管内的气体）为研究对象。设玻璃管的横截面积为S，外界大气压强为P0，由于管内上部h高水银柱的底部与槽内水银面等高，故此处压强等于外界大气压强P0，所以研究对象上下四周的压强均为P0，压力的合力为零。除此以外，研究对象还受重力和弹簧测力计拉力，二力平衡。故弹簧测力计的读数等于玻璃管内h高水银柱所受重力的大小（玻璃管以及管内气体的重力均忽略不计）。即选项B正确。本题中，若仅取玻璃管作研究对象，根据对称性，内外气体以及外水银柱对它水平方向上的力的合力为零。玻璃管在竖直方向上受外界气体对它底部向下的压力、内部气体对它向上的压力、弹簧测力计对它的拉力，根据三力平衡可得；弹簧测力计的读数等于外界大气压与管内气体对玻璃管底部的压力之差。故ACD错误。 故选B。