题目内容
(2010?扬州模拟)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)两种设计方案的实验原理都是
(2)实验中,应该在
(3)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:
(4)请你帮他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.
(5)按乙方案实验时,为了既快捷又较准确地测出大气压力F,最恰当的操作是:
请回答下列问题:
(1)两种设计方案的实验原理都是
P=
F |
S |
P=
.F |
S |
(2)实验中,应该在
活塞刚被拉动
活塞刚被拉动
时,读取弹簧测力计的示数(或钩码的重力);(3)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:
换C
换C
(4)请你帮他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 | 注射器的容积V/ml | 注射器有刻度部分长度l/cm 注射器有刻度部分长度l/cm |
活塞的横截面积S/m2 | 大气压强的值P/Pa |
-- | -- | -- | -- | -- | -- |
先加大钩码至活塞被拉动取走一个钩码用弹簧测力计竖直向下拉动
先加大钩码至活塞被拉动取走一个钩码用弹簧测力计竖直向下拉动
.分析:(1)根据公式p=
,用弹簧测力计或钩码来求F,根据注射器容积和刻度的长来求面积,这就是这一实验的基本设计思路.
(2)注射器内的空气我们要事先排净,拉动活塞滑动时的拉力就约等于大气对活塞的压力;
(3)压力的大小跟活塞的作用面积有关,在大气压强一定时,面积越小,压力会越小,所以应选择较小的注射器;
(4)测横截面积时,根据公式S=
,我们还要量一个注射器刻度的长;
(5)因为很难保证拉力的大小正好是钩码重的整数倍,所以借助弹簧测力计还是很有必要的.
F |
S |
(2)注射器内的空气我们要事先排净,拉动活塞滑动时的拉力就约等于大气对活塞的压力;
(3)压力的大小跟活塞的作用面积有关,在大气压强一定时,面积越小,压力会越小,所以应选择较小的注射器;
(4)测横截面积时,根据公式S=
V |
L |
(5)因为很难保证拉力的大小正好是钩码重的整数倍,所以借助弹簧测力计还是很有必要的.
解答:解:(1)用弹簧测力计或钩码来求F,根据注射器容积和刻度的长来求面积,利用公式p=
计算;
(2)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;
(3)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;
(4)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:
(5)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;
故答案为:(1)p=
;
(2)活塞刚被拉动;
(3)换C;
(4)注射器有刻度部分长度l/cm;
(5)先加大钩码至活塞被拉动取走一个钩码用弹簧测力计竖直向下拉动.
F |
S |
(2)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;
(3)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;
(4)要想得到活塞的横截面积S,根据公式S=
V |
L |
钩码的个数 | 大气对活塞的压力F/N | 注射器的容积V/ml | 注射器有刻度部分的长度L/cm | 活塞的横截面积S/m2 | 大气压强的值P/Pa |
-- | -- | -- | -- | -- | -- |
故答案为:(1)p=
F |
S |
(2)活塞刚被拉动;
(3)换C;
(4)注射器有刻度部分长度l/cm;
(5)先加大钩码至活塞被拉动取走一个钩码用弹簧测力计竖直向下拉动.
点评:此类实验依据了p=
,弹簧测力计测出的拉力正好是大气对活塞的压力,活塞的横截面积就是力的作用面积,这样就可以求出大气压强了.两种方案对比,甲方案更直接,但需要一支量程足够大的测力计,乙方案钩码的重固定,无法保证读数为整数,也需要借助测力计来测量.具体操作中,受客观条件的影响,此实验很难保测量的准确性.
F |
S |
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