物理興趣小組的同學星期天登上了天平山,想利用所學的物理知識測量天平山的高度.若已知在豎直方向每升高10m大氣壓強減小△p,山下的大氣壓強為p0.他們隨身攜帶了注射器(有刻度部分的容積為V,有刻度部分的長度L)、彈簧測力計、細線、刻度尺等.
(1)注射器的截面積為______;為了測量山頂的大氣壓強,到達山頂后,他們首先排盡針筒內的空氣并用橡皮帽封住其小孔,進行了如圖所示的實驗,讀出此時______的示數為______(指出物理量的相應的符號);
(2)山頂的大氣壓強p=______(用所測量的物理量及已知量表示);
(3)天平山的高度h=______(用所測量的物理量及已知量表示).
解:(1)因為注射器為圓柱體,所以其截面積可用公式S=表示;到達山頂,排盡空氣并用橡皮帽封口后,拉動注射器活塞,當活塞開始運動時,讀出此時彈簧測力計的示數,記為F;
(2)根據壓強的公式得p==;
(3)根據豎直方向每升高10m大氣壓強減小△p,山下的大氣壓強為p0可得,
設天平山的高度為h,
則山上的壓強p=p0-?△p,根據前面的測量,p=,
可得:p0-?△p=,
解得,h=.
故答案為:
(1);彈簧測力計,F;
(2);
(3).
(1)根據注射器為圓柱體,所以通過公式S=可計算其截面積;本實驗的原理就是利用彈簧測力計測量大氣的壓力,再利用p=求大氣壓強,所以實驗中應讀出彈簧測力計的拉力F;
(2)將壓力與受力面積代入公式p=可得出大氣壓強的表達式;
(3)根據每升高10m,大氣壓強減小△p的規律,再知道山下的大氣壓強p0,則山下的氣壓減去減小的部分,就是山上的氣壓,據此可求出山的高度.
點評:明確本實驗的測量原理是解答的突破口,從原理出發可明確如何求大氣壓力F和受力面積S,以及測量結果的表達式.本題的難點是最后一問,用山下的壓強,減去變化的壓強,就是山上的壓強,得出等式,化簡即可得出表達式,有一定的難度.
物理解題技巧分享:物理規律是人們通過長期努力從生活實踐中總結出來的重要結論,必須深入領會,加強理解,為了幫助記憶,我們通過口訣方式歸納如下:1、彈簧秤原理,2、慣性定律,3、阿基米德原理,4、功的原理