题目内容
【题目】如图a所示是常见的饮水机的压水器,他可以简化为图b所示的模型,上面气囊的体积为V1=0.5L,挤压时可以把气囊中的气体全部挤入下方横截面积为S=0.05m2的水桶中,随下方气体压强增大,桶中的液体会从细管中流出,已知在挤压气囊过程中,气体的温度始终不变,略去细管的体积及桶口连接处的体积,已知外部大气压为P0=105Pa,水的密度为ρ=103kg/m3,重力加速度为g=10m/s2,某次使用过程时,桶内气体体积为V2=12.5L,挤压气囊一下后,桶内的水恰好上升到出水口处,认为每次挤压都能使气囊中的气体全部挤入桶中,则
①桶中液面离出水口多高?
②至少挤压多少次才能从桶内流出体积为V3=2.5L的水?
【答案】①0.4m;②7次
【解析】
①压缩气囊过程中,温度不变,由于水管体积非常小,水桶中气体体积认为不变,由玻意耳定律可知:
又
代入数据可知
②设挤压n次后,水桶内水流出,气体压强为,体积为,由玻意耳定律可知:
解得
代入数据得
故至少挤压7次。
【题目】力的传感器可以把它受力的大小随时间变化的情况由计算机屏幕显示出来,因此在高中物理实验中有着广泛的应用。如图甲所示,某研究小组利用力传感器以及一端带滑轮的长木板、小车、砝码以及打点计时器等做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
(1)关于平衡摩擦力,下列说法中正确的有__(填正确选项前的字母)。
A.调节滑轮的高度,使细线与水平桌面平行
B.应将沙桶挂上,但桶里不要注入沙子
C.每次改变小车质量,都要重新平衡摩擦力
D.应使小车沿倾斜的木板做匀速直线运动
(2)图乙是实验中得到的一条纸带,、、、、、、为相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有4个点没有标出,现量出、和、间距离分别为和。已知打点计时器打连续两个点之间的时间为,则小车的加速度__.(结果取三位有效数字)
(3)在保持小车和小车内砝码总质量不变的情况下,测得的加速度与力的传感器的数据如下表。
0.196 | 0.392 | 0.442 | 0.784 | 0.980 | |
0.480 | 0.980 | 1.41 | 1.93 | 2.44 |
请利用上表中实验数据,在图丙中作出关系图象(_______)。
(4)在(3)中,小车内砝码的质量为,根据所画图象求得小车的质量为__.(结果保留两位有效数字)