物理興趣小組的同學(xué)星期天登上了天平山,想利用所學(xué)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(qiáng)減小△p,山下的大氣壓強(qiáng)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(jì)、細(xì)線、刻度尺等.
(1)注射器的截面積為______;為了測量山頂?shù)拇髿鈮簭?qiáng),到達(dá)山頂后,他們首先排盡針筒內(nèi)的空氣并用橡皮帽封住其小孔,進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn),讀出此時(shí)______的示數(shù)為______(指出物理量的相應(yīng)的符號);
(2)山頂?shù)拇髿鈮簭?qiáng)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?yàn)樽⑸淦鳛閳A柱體,所以其截面積可用公式S=表示;到達(dá)山頂,排盡空氣并用橡皮帽封口后,拉動(dòng)注射器活塞,當(dāng)活塞開始運(yùn)動(dòng)時(shí),讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù),記為F;
(2)根據(jù)壓強(qiáng)的公式得p==;
(3)根據(jù)豎直方向每升高10m大氣壓強(qiáng)減小△p,山下的大氣壓強(qiáng)為p0可得,
設(shè)天平山的高度為h,
則山上的壓強(qiáng)p=p0-?△p,根據(jù)前面的測量,p=,
可得:p0-?△p=,
解得,h=.
故答案為:
(1);彈簧測力計(jì),F(xiàn);
(2);
(3).
(1)根據(jù)注射器為圓柱體,所以通過公式S=可計(jì)算其截面積;本實(shí)驗(yàn)的原理就是利用彈簧測力計(jì)測量大氣的壓力,再利用p=求大氣壓強(qiáng),所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)讀出彈簧測力計(jì)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(qiáng)的表達(dá)式;
(3)根據(jù)每升高10m,大氣壓強(qiáng)減小△p的規(guī)律,再知道山下的大氣壓強(qiáng)p0,則山下的氣壓減去減小的部分,就是山上的氣壓,據(jù)此可求出山的高度.
點(diǎn)評:明確本實(shí)驗(yàn)的測量原理是解答的突破口,從原理出發(fā)可明確如何求大氣壓力F和受力面積S,以及測量結(jié)果的表達(dá)式.本題的難點(diǎn)是最后一問,用山下的壓強(qiáng),減去變化的壓強(qiáng),就是山上的壓強(qiáng),得出等式,化簡即可得出表達(dá)式,有一定的難度.
物理解題技巧分享:物理規(guī)律是人們通過長期努力從生活實(shí)踐中總結(jié)出來的重要結(jié)論,必須深入領(lǐng)會(huì),加強(qiáng)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