题目内容

【题目】实验桌上有细线若干、两种规格的钩码(0.5N、2N)足够多、弹簧测力计一只(量程为5N、分度值为0.2N)、三种规格的注射器A、B、C(量程分别为20ml、10ml和5ml)、滑轮一只以及刻度尺一把.要求利用现有器材粗略测量大气压强.甲同学设计的方案如图甲所示,乙同学设计的方案如图乙所示.

请回答下列问题:
(1)实验中,应该在   时,读取弹簧测力计的示数(或钩码的重力);
(2)甲同学在实验时发现,弹簧测力计被拉到5N时,活塞仍没有移动.欲仍然采用此方案完成实验,需作的改进是:
(3)请你把乙同学设计的数据记录表格补充完整,标有“﹣﹣”符号的空格不需要填写.

钩码的个数

大气对活塞的压力F/N

注射器的刻度部分容积V/mL

   

活塞的横截面积S/m2

大气压强的值p/Pa

﹣﹣

﹣﹣

﹣﹣

﹣﹣

﹣﹣

﹣﹣


(4)按乙方案实验时,在增减钩码无法精确测出拉力大小时,还需要的操作是:
(5)乙方案中使用定滑轮的目的是:

【答案】
(1)活塞开始滑动
(2)换用C注射器
(3)注射器全部刻度的长度L/cm
(4)在钩码下挂弹簧测力计,拉动弹簧测力计
(5)改变力的方向
【解析】解:(1)当活塞刚开始滑动时,说明拉力正好克服了大气的压力,是一对平衡力,此时弹簧测力计的示数就等于大气产生的压力;
(2)因为大气的压强是一定的,根据公式F=pS,受力面积越小,压力也会越小,所以当弹簧测力计量程不够时,可换用量程更小的C注射器;
(3)要想得到活塞的横截面积S,根据公式S= , 我们必须还要量出注射器所有刻度的长L,见表格:

钩码的个数

大气对活塞的压力F/N

注射器的容积V/ml

注射器全部刻度的长L/cm

活塞的横截面积S/m2

大气压强的值P/Pa

﹣﹣

﹣﹣

﹣﹣

﹣﹣

﹣﹣

﹣﹣

(4)因为钩码的重力已经固定,缺少灵活性,所以可在钩码下挂弹簧测力计,拉动弹簧测力计;
(5)使用定滑轮改变力的方向,可使我们在拉动注射器或测量长度时操作更方便.
所以答案是:(1)活塞刚开始滑动; (2)换用C注射器;(3)注射器全部刻度的长度L/cm;(4)在钩码下挂弹簧测力计,拉动弹簧测力计;(5)改变力的方向.
【考点精析】通过灵活运用大气压强的测量方法,掌握大气压强的测量:大气压强实验是1643年意大利科学家托里拆利首先做出的,托里拆利实验也证明了自然界中真空的存在 1标准大气压 = 760 mmHg = 1.01×105Pa,即P0 = 1.01×105 Pa .它大约相当于质量为1kg的物体压在1 cm2 的面积上产生的压强即可以解答此题.

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