Question

7．亲爱的同学，请你用学过的物理知识解答下列问题：

（1）弹簧测力计的工作原理是在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长．或在弹性限度内，弹簧受到的拉力与弹簧的伸长量成正比，刘佳的妈妈从超市买回一袋胡萝卜，刘佳捡了一个最大的用细线系好，然后从家里找来弹簧测力计看了看后（如图1甲所示），直接将其挂在弹簧测力计上（如图1乙所示）．胡萝卜重为1.8N，如果在系线处将胡萝卜切成两段，则G_A大于G_B（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）取一个瓶子，装上适量带色的水，取一根两端开口、有刻度的细玻璃管，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，密闭瓶口．从管子上端吹入少量气体，水将沿玻璃管上升到瓶口以上，如图2所示，这是由于瓶内气体压强大于（选填“大于”、“等于”或“小于”）大气压强；拿着这个瓶子从楼底到楼顶（不用手直接拿瓶子），玻璃管内水柱高度将升高（选填“升高”、“不变”或“降低”）．
（3）小华做“估测大气压值”的实验时，装置如图3所示．实验步骤：
A．将注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气．然后用橡皮帽封住注射器的小孔．
B．把细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数，即等于大气对活塞的压力F．
C．用刻度尺测出注射器全部刻度部分的长度，记为L，读出注射器的容积V．
D．推算此时大气压的数值p=$\frac{FL}{V}$（写出表达式）．在实验过程中，注射器筒内漏进了少量空气，则测得的大气压值偏小（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）弹簧测力计的原理：在弹性范围内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比．
（2）使用弹簧测力计时，首先要明确其分度值，读数时视线与指针所在刻线相垂直．
因为胡萝卜粗细不均，那重心就不在中心位置，粗的一段重心离支点近，力臂比较小，利用杠杆原理分析即可．
当内外压强相同时，玻璃管和瓶内的液面相平，当瓶内压强大时，玻璃管中的液面高于瓶内液面，当外界压强大时，瓶内液体压强液面高于玻璃管中的液体．
大气压随高度的增加而减小．
（3）本实验的原理是：先排出注射器内的空气，这样在往外拉活塞时，由于外界大气压的作用，要拉动活塞需要很大的力，这个力的大小为F=P_大气S，故测出活塞横截面积S和拉动时的拉力F，就可根据P_大气=$\frac{F}{S}$求出大气压强的值．

解答 解：（1）弹簧测力计的工作原理是在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长．或在弹性限度内，弹簧受到的拉力与弹簧的伸长量成正比，所以弹簧测力计的刻度是均匀的．
（2）弹簧测力计上1N之间有5个小格，所以一个小格代表0.2N，即此弹簧测力计的分度值为0.2N．此时指针指在“1.8”处，所以胡萝卜重为1.8N．
根据杠杆平衡条件，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂可知，
F_AL_A=F_BL_B，
由于粗的一段重心离支点近，力臂比较小，即L_A＜L_B，
所以F_A＞F_B，
根据题意知，胡萝卜受到的力F_A=G_A，F_B=G_B，
所以G_A＞G_B．
（3）根据图示可知，玻璃管中的液面高于瓶内液面，故瓶内气体压强大于大气压强；
因为大气压随高度的增加而减小，所以拿着这个瓶子从楼底到楼顶时，大气压强减小，玻璃管内水柱高度将升高．
（3）注射器是一个圆柱体形状，因此，应量出其刻度部分的长度，再读出空积V，得出活塞的面积S=$\frac{V}{L}$．
可算出大气压值为p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．在实验过程中，注射器筒内漏进了少量空气，故测量出来的大气压总是比实际值要小．
故答案为：（1）在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长量就越长．或在弹性限度内，弹簧受到的拉力与弹簧的伸长量成正比；1.8；大于；
（2）大于；升高；
（3）全部刻度部分；$\frac{FL}{V}$；偏小．

点评 本题属实验探究题，实验探究题一般对学生的要求都较高，不仅要求学生熟练掌握课本上所学的相关知识，还要求学生具有一定的物理素养．