如圖所示，U形彎管的兩端開口向下，左管的閥門關閉，右管中的活塞處於靜止，活塞和閥門之間的管內充滿水，左右兩管內...

問題詳情：

如圖所示，U形彎管的兩端開口向下，左管的閥門關閉，右管中的活塞處於靜止，活塞和閥門之間的管內充滿水，左右兩管內水面的高度差為h。若將閥門打開，水會從左管流出來。已知活塞的橫截面積為S，重力為G，管外的大氣壓強為p0，水的密度為ρ．不計活塞與管壁的摩擦，則在閥門打開前（　　）

A．活塞下表面所受的大氣壓的力為p0S     

B．活塞上表面所受的壓強為p0﹣    

C．活塞上、下表面所受的壓強差為ρgh     

D．活塞所受的重力G一定小於ρghS

【回答】

ABD。

【分析】對活塞受力分析知：活塞受豎直向下的重力、豎直向上的大氣壓力、豎直向下的水的壓力，根據力的平衡知識知：G+p水S＝p0S；

（1）活塞下表面與大氣接觸，所受的大氣壓豎直向上的力為p0S；

（2）對活塞分析即可得出活塞上表面所受的壓強；

（3）若將閥門打開，水會從左管流出來，説明大氣壓小於水產生的壓強，即p0＜p水+ρgh，此時與①比較即可得出活塞上、下表面所受的壓強差和活塞所受的重力G與ρghS的關係。

【解答】解：對活塞受力分析知：活塞受豎直向下的重力、豎直向上的大氣壓力、豎直向下的水的壓力，根據力的平衡知識知：G+p水S＝p0S﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

所以活塞下表面所受的大氣壓豎直向上的力為p0S，故A正確；

由①式得：p水S＝p0S﹣G，

活塞上表面所受的壓強為：p水＝p0﹣，故B正確；

由①式得：p0＝p水+﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

若將閥門打開，水會從左管流出來，説明大氣壓小於水產生的壓強，即p0＜p水+ρgh﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

結合②③得，p水+＜p水+ρgh，

所以＜ρgh，即G＜ρghS，故D正確；

活塞上、下表面所受的壓強差為：

△p＝p0﹣p水＝p水+﹣p水＝＜ρgh，故C錯誤。

【點評】本題考查了對物體受力分析，根據平衡力和非平衡力的知識即可解答，有一定的難度。

知識點：大氣壓強

題型：多項選擇