如图所示，U形弯管的两端开口向下，左管的阀门关闭，右管中的活塞处于静止，活塞和阀门之间的管内充满水，左右两管内...

问题详情：

如图所示，U形弯管的两端开口向下，左管的阀门关闭，右管中的活塞处于静止，活塞和阀门之间的管内充满水，左右两管内水面的高度差为h。若将阀门打开，水会从左管流出来。已知活塞的横截面积为S，重力为G，管外的大气压强为p0，水的密度为ρ．不计活塞与管壁的摩擦，则在阀门打开前（　　）

A．活塞下表面所受的大气压的力为p0S     

B．活塞上表面所受的压强为p0﹣    

C．活塞上、下表面所受的压强差为ρgh     

D．活塞所受的重力G一定小于ρghS

【回答】

ABD。

【分析】对活塞受力分析知：活塞受竖直向下的重力、竖直向上的大气压力、竖直向下的水的压力，根据力的平衡知识知：G+p水S＝p0S；

（1）活塞下表面与大气接触，所受的大气压竖直向上的力为p0S；

（2）对活塞分析即可得出活塞上表面所受的压强；

（3）若将阀门打开，水会从左管流出来，说明大气压小于水产生的压强，即p0＜p水+ρgh，此时与①比较即可得出活塞上、下表面所受的压强差和活塞所受的重力G与ρghS的关系。

【解答】解：对活塞受力分析知：活塞受竖直向下的重力、竖直向上的大气压力、竖直向下的水的压力，根据力的平衡知识知：G+p水S＝p0S﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

所以活塞下表面所受的大气压竖直向上的力为p0S，故A正确；

由①式得：p水S＝p0S﹣G，

活塞上表面所受的压强为：p水＝p0﹣，故B正确；

由①式得：p0＝p水+﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

若将阀门打开，水会从左管流出来，说明大气压小于水产生的压强，即p0＜p水+ρgh﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

结合②③得，p水+＜p水+ρgh，

所以＜ρgh，即G＜ρghS，故D正确；

活塞上、下表面所受的压强差为：

△p＝p0﹣p水＝p水+﹣p水＝＜ρgh，故C错误。

【点评】本题考查了对物体受力分析，根据平衡力和非平衡力的知识即可解答，有一定的难度。

知识点：大气压强

题型：多项选择