Question

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v=______

Answer 1

【答案】分析：（1）棉球从B端飞出做平抛运动，可以根据平抛运动的基本公式解出速度v；
（2）根据压强公式求出压力F，运用动能定理求出l²-x的关系，其斜率等于k，这样就可以求出管内气体压强p；
（3）考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦，所以除了压力做功外，摩擦力对棉球做负功，再运用动能定理求出l²-x的关系，其斜率等于k，这样就可以比较压强偏大还是偏小．
解答：解：（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=vt，h=
           解得：v=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-p）Sx=
        （p-p）Sx=
         所以l²==kx
         所以
        解得：p=p+
     （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-p）Sx-fx=
     
            l²==kx
          所以
            解得：p_实=p+
      很明显，（2）中得到的p与实际压强相比偏小．
故答案为：l；p+；偏小．
点评：该题考查了平抛运动的基本规律与压强的相关计算，要求同学们学会熟练运用动能定理解题，比较简洁、方便，本题难度不大．