Question

【题目】利用图（a）实验可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置，管内塞有潮湿小棉球，实验者从玻璃管的一端A吹气，棉球从另一端B飞出，测得玻璃管内部截面积S，距地面高度h，棉球质量m，开始时的静止位置与管口B的距离x，落地点C与管口B的水平距离l。然后多次改变x，测出对应的l，画出l2-x关系图线，如图（b）所示，并由此得出相应的斜率k。

（1）若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从B端飞出的速度v0＝________。

（2）假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，重力加速度g，大气压强p0均为已知，利用图（b）中拟合直线的斜率k可得，管内气体压强p＝________。

（3）考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦，则（2）中得到的p与实际压强相比________（填偏大、偏小）。

Answer 1

【答案】（1）l（2）p0＋（3）偏小

【解析】

（1）棉球从B端飞出做平抛运动，根据平抛运动的基本公式得：

l=v0t，h=

解得：v0=l

（2）设玻璃管内气体压强始终为p，不计棉球与管壁的摩擦，对棉球从静止到B点的运动过程运用动能定理得：

（p﹣p0）Sx=

（p﹣p0）Sx=

所以l2==kx

所以

解得：p=p0+

（3）考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦，设摩擦力为f，所以除了压力做功外，摩擦力对棉球做负功，

再运用动能定理得：

（p实﹣p0）Sx﹣fx=

l2==kx

所以

解得：p实=p0+

很明显，（2）中得到的p与实际压强相比偏小．

故答案为：l；p0+；偏小．