某教师用“试管爬升”的实验装置来实验验证大气压的存在，其做法如下：取两个直径相差很小的平底试管，将细管底部插入装满水的粗试管内，再将两试管迅速倒置（保持竖直），会看到
问题描述：
某教师用“试管爬升”的实验装置来实验验证大气压的存在，其做法如下：取两个直径相差很小的平底试管，将细管底部插入装满水的粗试管内，再将两试管迅速倒置（保持竖直），会看到细试管慢慢“爬进”粗试管里，如图所示，细试管能否在粗试管内竖直向上“爬升”，取决于开始时细试管插入粗试管的深度，如果插入过浅细试管就不能自动上升．
若细试管的重为G、外直径为d，水的密度为ρ0，大气压强为p0，请你通过推导计算，回答下列问题：
（1）细试管在“爬升”时，受到大气对它竖直向上的压力是多少？
（2）细试管开始插入的深度h0满足什么条件时，它刚好可以向上“爬升”？
答
（1）大气压作用的面积：
S=πr2=π（
）2=d 2
，πd2
4
根据p=
可得，细试管在“爬升”时受到大气对它竖直向上的压力：F S
F0=p0S=p0×
=πd2
4
；
p0πd2
4
（2）细试管受力情况如图所示：
细管刚好能“爬升”时，细试管受力平衡，则
F0=G+F，
细试管受到水的压强：
p水=p0-ρ0gh0，
细试管受到水的压力：
F=p水S=（p0-ρ0gh0）S，
∴p0S=G+（p0-ρ0gh0）S，
解得：h0=
=G
ρ0gS
=G
ρ0g×
πd2
4
．4G πd2ρ0g
答：（1）细试管在“爬升”时，受到大气对它竖直向上的压力是
；
p0πd2
4
（2）细试管开始插入的深度h0不小于
时，它刚好可以向上“爬升”．4G πd2ρ0g