题目内容
【题目】两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图所示质量均为m=10kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处，将管内空气封闭，此时管内外空气的压强均为P0=1.0×105Pa左管和水平管横截面积S1=10 cm2，右管横截面积S2=20cm2,水平管长为3h，现撤去外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度。（活塞厚度均大于水平管直径，管内气体初末状态温度相同，g取10 m/s2)
【答案】
【解析】试题分析：撤去外力时，左、右活塞对管内空气的压强分别为：
,
所以两活塞均会下降。设两活塞都降到水平管口，此时管内空气的压强依玻意耳定律可得
得：
可见，左边活塞能降到水平管口，右边活塞只能降到离水平管口的高度为x处
管内空气压强：
依玻意耳定律：
解得：
最后左边活塞离水平管口的高度为零；右边活塞离水平管口的高度
。
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