一道物理竞赛题揭开“希罗喷泉”的神秘面纱,到底什么物理原理?

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  多数初二的中学生朋友们现在都已经在学习压强知识,这一块知识属于中考物理必考重点内容,所占分值很高,所考查题型非常广泛,而且多是力学知识的综合性应用,因此属于中考的一个难点,中学生朋友们在遇到有关此类复杂问题时,往往头疼不已。尤其是当压强和浮力、滑轮、杠杆综合到一块时,其难度几乎成了初中物理力学的最高峰。

  

  关于压强知识,初中物理主要讲述了两种类型的压强知识:

  一是定量学习“固体压强”以及“静止的流体产生的压强”;

  二是定性学习“流动的流体产生的压强”。

  在这两种类型的压强知识中,前者是最重要、最难、出题类型最多的。后者是属于比较有意思的各种生活物理现象解答。

  今天我们就通过一个非常有意思的物理现象,来说一下本章知识的一个生活应用问题。

  很多中学生朋友们都见过一种在手机短视频中非常火的“希罗喷泉”,但是多数中学生朋友并不了解“希罗喷泉”的物理原理,三个容器用管道连在一起就可以源源不断的形成喷泉?好神奇啊!

  难道有什么非常复杂的物理原理蕴含在其中么?

  我们通过下面这道初中物理题揭开“希罗喷泉”的神秘面纱。

  

   我们看到,上图中的所谓的“希罗喷泉”其实是由三个容器,三根管子组成的。其中两个容器密闭,一个容器开口。我们从液体流动的起始来分析一下,由于容器a在容器c的下方,因此,A管道中从a容器到c容器形成一定竖直高度差,因此存在一定的压力差,所以,水会从a容器中向下流入c容器,从而导致c容器中的水逐渐增加,进而使得c容器上方空间的气压增大,而c是与b连通的,因此b容器上方气压变大,由于B管道的竖直高度小于A管道的竖直高度,所以b容器上方气压大于外界大气压和B管产生的压强,从而在b容器内气压的作用下使B管道口有水喷出!

  所以,要增大喷泉的高度,若b容器内空气体积不变,即内部气压不变,则只需要减小外压就能增大B管上下的压力差,也就是说只需要减小B管道的竖直高度就能增大喷泉的高度。

  由此看来,本题并不难,关键是要分析清楚水流产生的物理原因!

  

  现在有个问题来了,如果此装置一直长时间喷泉会如何呢?

  聪明的中学生朋友们请解释一下。

  中学生朋友们,生活中处处都有物理知识,养成见物思理的习惯吧,为了美好的未来,加油!

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