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如圖5-4-4所示，有一連通器，左右兩管的橫截面積均為S，內盛密度為ρ的液體.開始時兩管內的液面高度差為h，若打開底部中央的閥門K，液體開始流動，最終兩液面相平.在這一過程中，液體的重力勢能變化了多少？是增加了還是減少了？如果是減少了，減少的重力勢能到哪里去了？

圖5-4-4

重力勢能減少了h2ρgS，減少的重力勢能轉化為系統(tǒng)的內能.


解析:

由于A、B兩管截面積相等，液體是不可壓縮的，所以B管中液面下降的高度和A管中液面上升的高度相同，液面最終靜止在初始狀態(tài)A管液面上方h處.因為物體的重力勢能與過程無關，只與初末狀態(tài)的位置有關，所以可以將過程簡化，視為將B管中h高的液柱移動到A管中，達到液體最終靜止的狀態(tài)，而其他的液體的位置沒有變化，對應的重力勢能也沒有變化，全部液體重力勢能的變化，就是B管上部h長的液柱重力勢能的減少.不難看出，B管中重力勢能變化的部分液柱其重心的高度減小了：Δh=h，它的重力mg=hSρg，所以全部液體重力勢能減少了|ΔEp|=mgΔh=(ρhSg)( h)=h2ρgS，減少的重力勢能全部轉化為系統(tǒng)的內能.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-4-4所示，與理想變壓器相連的四只燈泡相同，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，接在副線圈上的三只燈泡正常發(fā)光.則對于串聯(lián)在原線圈上的燈泡A(    )

圖5-4-4

A.比正常發(fā)光時的亮度更大                  B.也能正常發(fā)光

C.比正常發(fā)光時的亮度更暗                  D.無法判斷其亮度情況

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-4-4所示,在男女雙人花樣滑冰運動中,男運動員以自身為轉動軸拉著女運動員做勻速圓周運動.若男運動員的轉速為30 r/min,女運動員觸地冰鞋的線速度為4.8 m/s,求女運動員做圓周運動的角速度和半徑.

圖5-4-4

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科目：高中物理 來源： 題型：

有一在水平面內以角速度ω勻速轉動的圓臺，半徑為R，如圖5-4-4所示，圓臺邊緣A處坐著一個人，此人舉槍想擊中圓心O處的目標，如果子彈射出速度為v，則(    )

圖5-4-4

A.槍身與OA的夾角θ=arcsinωR/v，瞄向O點右側

B.槍身與OA的夾角θ=arcsinωR/v，瞄向O點左側

C.槍身與OA的夾角θ=arctanωR/v，瞄向O點右側

D.應對準O點瞄準

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科目：高中物理 來源： 題型：

一塊玻璃磚有兩個相互平行的表面，其中一個表面是鍍銀的（光線不能通過此表面）.現(xiàn)要測定此玻璃的折射率.給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚（P1、P2、P3、P4）、帶有刻度的直角三角板、量角器.

    實驗時，先將玻璃磚放到白紙上，使上述兩個相互平行的表面與紙面垂直.在紙上畫出直線aa′和bb′，aa′表示鍍銀的玻璃表面，bb′表示另一表面，如圖5-4-4所示.然后，在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2（位置如圖）.用P1、P2的連線表示入射光線.

圖5-4-4

i.為了測量折射率，應如何正確使用大頭針P3、P4？

試在題圖中標出P3、P4的位置.

ii.然后，移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過作圖的方法標出光線從空氣到玻璃中的入射角θ1與折射角θ2.簡要寫出作圖步驟.

iii.寫出用θ1、θ2表示的折射率公式為n=_____________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-4-4所示,在男女雙人花樣滑冰運動中,男運動員以自身為轉動軸拉著女運動員做勻速圓周運動.若男運動員的轉速為30 r/min,女運動員觸地冰鞋的線速度為4.8 m/s,求女運動員做圓周運動的角速度和半徑.

圖5-4-4

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