水银柱之所以能在管中间,是因为上下空气的气压差乘上横截面积所得出的力支持着水银的重力,有PS=mg.气压差值的产生是由于下方空气被压缩,压强增大,而上方空气的压强减小.
1、稍倾斜时,重力mg不变,S增大,所以压强差值要减小,所以下方空气要增大体积而上方空气体积减小,所以水银柱上升.
2、自由落体时,mg不再需要平衡,所以空气的体积要恢复为正常大小,故水银柱上升..
关于补充:确实是自由下落的,但是初始水银两端的受力是不平衡的,合力向上,所以下落时它依然收到气体的向上的力,故而升高啊.
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