题目内容

6.亲爱的同学,请你运用所学物理知识解答下面的问题.
(1)如图1所示,在放大的测力计表盘中画出此时指针位置.
(2)小明同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值.

①实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是排尽筒内的空气.然后用橡皮帽封住注射器的小孔,密封注射器.
②如图2所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,则大气压的值可表示为p=$\frac{FL}{V}$.
③若实验中测得的大气压值都偏小,这可能是因为注射器内空气没有排干净或橡皮帽漏气.

分析 (1)根据平衡力的知识判断测力计所受的力,在画指针位置时注意数量级
(2)①实验中要排出注射器内的空气,这样在拉动活塞时,注射器内部会接近于真空,这样才能测出大气的压力;
②明确实验的原理,才能完成实验步骤的补充.当注射器中的活塞开始滑动时,此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等;因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式S=$\frac{S}{L}$来求出,知道注射器的容积,还需要用刻度尺量出其刻度部分的长度;利用压强的公式,代入测量的数据可得出表达式;
③如果注射器内的气体没有排干净或橡皮帽漏气,会使得测量值变小
在面积不变的情况下,根据公式p=$\frac{F}{S}$,测得的大气压会偏小.

解答 解:(1)测力计在两个力的作用下平衡,所以其示数应等于1000N,因此指针应指在1的位置,如下图所示;
(2)①实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是为了排尽注射器内的空气.然后用橡皮帽封住注射器的小孔,密封注射器;
②注射器的容积为V,注射器的全部刻度长度L,
故活塞的横截面积为S=$\frac{V}{L}$;
水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,记下弹簧测力计的示数F即大气压作用在活塞上的压力大小;
可计算出大气压强的值为:
p大气=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$,
③若注射器内空气没有排干净或橡皮帽漏气,实验时,拉力的测量值会偏小,根据公式p=$\frac{F}{S}$可知,导致测得的大气压值偏小.
故答案为:(1)如上所示;(2)①排尽筒内的空气;②$\frac{FL}{V}$;③注射器内空气没有排干净或橡皮帽漏气.

点评 本题考查了有关指针测量仪器的读数、二力平衡条件的应用、用生活中器材测量大气压强的原理、操作过程及对误差的分析.有一定的综合性,明确实验原理是关键.

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