Question

如图所示，将U型管底C处阀门关闭，再分别灌些水．测出管中A、B两处水面的高度分别是20cm和10cm．请完成以下分析：
（1）估算AC与BC两段水柱向下的压强大小各是多大？（g取10N/kg）
（2）在打开阀门的瞬间，想像在C处有一个竖直方向的液片，其面积为1cm²，求出它所受水柱产生压力的合力，并在图中画出此合力的示意图．

Answer

（1）知道A、B两处水面的高度，利用液体压强公式求AC与BC两段水柱向下的压强大小
（2）上面求出了液片左右两边受到压强的大小，又知道液片面积，利用F=Ps求液片两边受水的压力大小，求出合力，再画出合力的示意图．
【解析】
（1）AC段水柱向下的压强：
pAC=ρ水ghAC=1×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2×103Pa，
BC段水柱向下的压强：
pBC=ρ水ghBC=1×103kg/m3×10N/kg×10×10-2m=1×103Pa；
（2）∵p=，
∴液片受到的合力：
F=F左-F右=（pAC-pBC）s=（2×103Pa-1×103Pa）×1×10-4m2=0.1N，
在合力的方向上（水平向右）画一带箭头的线段，即液片受合力的示意图，如图所示．
答：（1）AC与BC两段水柱向下的压强大小各是2×103Pa、1×103Pa；
（2）液片所受水柱产生压力的合力为0.1N，合力的示意图如图所示．