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小明和小虎两同学利用注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值.(1)如图甲所示,已知所用一次性注射器的容积为V.测出注射器的全部刻度的长度,记为L,则注射器中的活塞的面积
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小明和小虎两同学利用注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值.
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(1)如图甲所示,已知所用一次性注射器的容积为V.测出注射器的全部刻度的长度,记为L,则注射器中的活塞的面积___.当注射器中的活塞刚开始滑动时,读得弹簧测力计的示数为F,则该地的大气压强可表示为p=___.
(2)实验时小虎发现注射器顶端装针头处空气无法排尽.这将使得测量结果比当天气压___.小明联想到去医院打针的情景,采取了简单的办法将注射器内空气排尽.其方法是___.
(3)实验时,小明又发现,由于活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得的大气压值___.为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小明采用了图乙装置,将注射器筒固定在水平桌面上,排尽注射器内的空气,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为m1;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出水的质量为m2时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为___,所测大气压的值应为___.
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(1)如图甲所示,已知所用一次性注射器的容积为V.测出注射器的全部刻度的长度,记为L,则注射器中的活塞的面积___.当注射器中的活塞刚开始滑动时,读得弹簧测力计的示数为F,则该地的大气压强可表示为p=___.
(2)实验时小虎发现注射器顶端装针头处空气无法排尽.这将使得测量结果比当天气压___.小明联想到去医院打针的情景,采取了简单的办法将注射器内空气排尽.其方法是___.
(3)实验时,小明又发现,由于活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得的大气压值___.为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小明采用了图乙装置,将注射器筒固定在水平桌面上,排尽注射器内的空气,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为m1;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出水的质量为m2时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为___,所测大气压的值应为___.
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答案和解析
(1)注射器的容积为V.全部刻度的长度为L,
由V=SL可得注射器中的活塞的面积:S=
;
根据二力平衡的条件,当活塞刚刚拉动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力,
所以该地的大气压:p=
=
=
;
(2)注射器顶端装针头处空气无法排尽,即有残余气体,注射器内还会有一定气压,这样会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;
将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口,可以采用这一简单的方法将注射器内空气排尽.
(3)当注射器中的活塞开始向左滑动时,活塞水平方向受到大气压力、摩擦力和水杯的拉力,
则:f+F=m1g;
所以不考虑摩擦,认为F=m1g,会使得所测大气压力偏大,这样会导致测得的大气压值偏大;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,对活塞受力分析有:
F-f=(m1-m2)g;
两式联立解得:F=
,f=
,
所以测大气压的值为:p=
=
=
.
故答案为:(1)
;
;(2)小;将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口;(3)偏大;
;
.
(1)注射器的容积为V.全部刻度的长度为L,
由V=SL可得注射器中的活塞的面积:S=
V |
L |
根据二力平衡的条件,当活塞刚刚拉动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力,
所以该地的大气压:p=
F |
S |
F | ||
|
FL |
V |
(2)注射器顶端装针头处空气无法排尽,即有残余气体,注射器内还会有一定气压,这样会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;
将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口,可以采用这一简单的方法将注射器内空气排尽.
(3)当注射器中的活塞开始向左滑动时,活塞水平方向受到大气压力、摩擦力和水杯的拉力,
则:f+F=m1g;
所以不考虑摩擦,认为F=m1g,会使得所测大气压力偏大,这样会导致测得的大气压值偏大;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,对活塞受力分析有:
F-f=(m1-m2)g;
两式联立解得:F=
(2m1-m2) |
2 |
m2g |
2 |
所以测大气压的值为:p=
F |
S |
| ||
|
(2m1-m2)gL |
2V |
故答案为:(1)
V |
L |
FL |
V |
m2g |
2 |
(2m1-m2)gL |
2V |
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