如图所示,在竖直加速上升的密闭人造卫星内有一水银气压计.卫星开始上升前,卫星内气温为0摄氏度,气压计中水银高76cm,在
来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/08/17 05:01:28
如图所示,在竖直加速上升的密闭人造卫星内有一水银气压计.卫星开始上升前,卫星内气温为0摄氏度,气压计中水银高76cm,在上升不太高的高度时,卫星内气温为27.3摄氏度,此时水银气压计中高41.8cm,已知地面重力加速度g=9.8m/s2,求卫星加速度大小
![如图所示,在竖直加速上升的密闭人造卫星内有一水银气压计.卫星开始上升前,卫星内气温为0摄氏度,气压计中水银高76cm,在](/uploads/image/z/249995-11-5.jpg?t=%E5%A6%82%E5%9B%BE%E6%89%80%E7%A4%BA%2C%E5%9C%A8%E7%AB%96%E7%9B%B4%E5%8A%A0%E9%80%9F%E4%B8%8A%E5%8D%87%E7%9A%84%E5%AF%86%E9%97%AD%E4%BA%BA%E9%80%A0%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%86%85%E6%9C%89%E4%B8%80%E6%B0%B4%E9%93%B6%E6%B0%94%E5%8E%8B%E8%AE%A1.%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%BC%80%E5%A7%8B%E4%B8%8A%E5%8D%87%E5%89%8D%2C%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%86%85%E6%B0%94%E6%B8%A9%E4%B8%BA0%E6%91%84%E6%B0%8F%E5%BA%A6%2C%E6%B0%94%E5%8E%8B%E8%AE%A1%E4%B8%AD%E6%B0%B4%E9%93%B6%E9%AB%9876cm%2C%E5%9C%A8)
利用星内气压求出水银柱压强,由水银柱压强求水银柱也就是卫星的加速度.
水银气压计中水银柱高41.8cm,是不是卫星内的气压为41.8cm水银柱
不是,由于卫星加速上升,41.8cm水银柱产生的压力,比重力大,压强也比仅由重力作用时产生的压强大.
利用同一高度液面处压强相等可知水银槽内水银上表面处压强与管内同一高度处B点压强相等
加速度a的方向不知道,应设正方向.
由于上升高度不太高,重力加速度g依然适用.
隔离管内水银柱,进行受力分析:如图2-4-6,水银柱受向上的力p·S,其中S为水银柱横截面积,p为槽内水银面处压强,即卫星内气压.取向下为正方向.
mg-pS=ma
m=ρhS
所以ρhSg-pS=ma=ρhSa
所以ρhg-p=ρha ①
ρ,h都已知,h=41.8cm,要求出a,必须求出卫星内气压p.
这时,应使用气态方程求p,压强可以由对活塞或液柱的分析求得,也可由气态方程求.
利用气态方程求p:
初态:卫星开始上升前,h0=76cm,P0=76cm水银柱,T0=273K
整个过程中卫星密闭,体积不变.
末态:卫星加速上升,T=300.3K,求ρ
P0/T0=P/T
得:P=T P0/T0=T(ru)g0h
二式联立,得:a=g-Tgh0/T0h=-9.8m/s2
水银气压计中水银柱高41.8cm,是不是卫星内的气压为41.8cm水银柱
不是,由于卫星加速上升,41.8cm水银柱产生的压力,比重力大,压强也比仅由重力作用时产生的压强大.
利用同一高度液面处压强相等可知水银槽内水银上表面处压强与管内同一高度处B点压强相等
加速度a的方向不知道,应设正方向.
由于上升高度不太高,重力加速度g依然适用.
隔离管内水银柱,进行受力分析:如图2-4-6,水银柱受向上的力p·S,其中S为水银柱横截面积,p为槽内水银面处压强,即卫星内气压.取向下为正方向.
mg-pS=ma
m=ρhS
所以ρhSg-pS=ma=ρhSa
所以ρhg-p=ρha ①
ρ,h都已知,h=41.8cm,要求出a,必须求出卫星内气压p.
这时,应使用气态方程求p,压强可以由对活塞或液柱的分析求得,也可由气态方程求.
利用气态方程求p:
初态:卫星开始上升前,h0=76cm,P0=76cm水银柱,T0=273K
整个过程中卫星密闭,体积不变.
末态:卫星加速上升,T=300.3K,求ρ
P0/T0=P/T
得:P=T P0/T0=T(ru)g0h
二式联立,得:a=g-Tgh0/T0h=-9.8m/s2
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