問題1 當灌滿水銀的玻璃管插入水銀槽松開手指時，玻璃管中的水銀柱為什么會下降？

答 選擇與水銀槽內(nèi)水銀面相平的管內(nèi)“水銀片”為研究對象，此時水銀片受到兩個壓強。一個時上面水銀對它向下的壓強p水銀，另一個是大氣對它向上的壓強p大氣。因p水銀＞p大氣，所水銀片向下運動，因此管內(nèi)水銀柱會下降。

問題2 玻璃管中的水銀為什么下降到一定程度就不再下降？

答 在水銀下降過程中，水銀柱的高度h不斷減小，據(jù)p水銀＝ρ水銀gh可知“水銀片”受到向下的壓強不斷減小。當p水銀＝p大氣時，“水銀片”受到了平衡力的作用，而處于靜止狀態(tài)，所以水銀柱不再下降。

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由此，p大氣＝p水銀＝ρ水銀gh＝13.6×106kg/m³×9.8N/kg×0.76m＝1.01×105Pa，叫做標準大氣壓。

問題3 實驗時玻璃管內(nèi)的空氣沒有排盡會對實驗有什么影響？

答 管內(nèi)的空氣沒有排盡，當水銀柱下降時空氣泡就向上跑，此時水銀柱上方不是真空，那么也有一定的壓強，設(shè)為p氣，所以水銀片受到三個壓強，分別為向上的大氣壓強p大氣向下的水銀壓強p水銀及水銀柱上部氣體的壓強p氣。當水銀片處于靜止狀態(tài)，p大氣＝p水銀＋p氣。那么測量值比實際大氣壓的值偏小。

問題4 當玻管傾斜時，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

答 如圖所示，當玻璃管傾斜時，因“水銀片”仍處于靜止狀態(tài)，則p大氣＝p水銀＝ρ水銀gh不變，所以水銀柱的高度不變，水銀柱的長度增加。

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問題5 玻璃管的粗細對實驗有影響嗎？

答 沒影響，因為p大氣＝p水銀＝ρ水銀gh，據(jù)液體壓強的特點可知，水銀柱所產(chǎn)生的壓強只與水銀柱的高度有關(guān)，而與水銀柱的截面積無關(guān)（但是玻璃不能太細，如果太細，由于水的粘滯力的作用會影響測量結(jié)果）。

問題6 向上提或向下壓玻璃管會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象？

答 無論向上、向下提壓玻璃管都不會影響實驗結(jié)果，因為水銀柱產(chǎn)生的壓強始終等于大氣壓，p大氣＝p水銀＝ρ水銀gh那么水銀柱的高度不變。

問題7 玻璃管為什么長約為1m？

答 標準大氣壓能支持76cm高的水銀柱，所以要求玻璃管大于76cm。若此實驗玻璃管長度小于76cm時，則水銀柱不會下降，此時大氣壓大于水銀柱所產(chǎn)生的壓強，無法得到正確的測量結(jié)果。

問題8 猜想若采用50cm玻璃管做此實驗，當玻璃管頂部敲一小孔，水銀會噴出嗎？

答 若采用50cm玻璃管，管頂受到水銀向上的壓強為p上＝p大氣－p水銀，所以水銀有向上噴出的趨勢，當在頂端敲一小孔時，水銀又受到大氣向下的壓強，這時“水銀片”受到向下的壓強為p大氣＋p水銀大于“水銀片”受到向上的壓強p大氣，水銀柱將全部下降。

問題9 此實驗能否用水代替水銀？

答 能，但需要的玻璃管至少為10.34m。因為p大氣＝p水＝ρ水gh水，所以

h水=p大氣ρ水g＝10.34m。

問題10 為什么我們此地所作的實驗，水銀柱高度為65cm？

答 據(jù)托里拆利實驗，p大氣＝p水銀，可知我們此地的大氣壓比標準大氣壓小，其原因是我們所處的位置海拔高度為1 400m左右，可見大氣壓強隨著海拔高度的增加而減小。