Question

7．親愛的同學(xué)，請(qǐng)你用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)解答下列問(wèn)題：

（1）彈簧測(cè)力計(jì)的工作原理是在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長(zhǎng)量就越長(zhǎng)．或在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比，劉佳的媽媽從超市買回一袋胡蘿卜，劉佳撿了一個(gè)最大的用細(xì)線系好，然后從家里找來(lái)彈簧測(cè)力計(jì)看了看后（如圖1甲所示），直接將其掛在彈簧測(cè)力計(jì)上（如圖1乙所示）．胡蘿卜重為1.8N，如果在系線處將胡蘿卜切成兩段，則G_A大于G_B（選填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）取一個(gè)瓶子，裝上適量帶色的水，取一根兩端開口、有刻度的細(xì)玻璃管，使玻璃管穿過(guò)橡皮塞插入水中，密閉瓶口．從管子上端吹入少量氣體，水將沿玻璃管上升到瓶口以上，如圖2所示，這是由于瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)大于（選填“大于”、“等于”或“小于”）大氣壓強(qiáng)；拿著這個(gè)瓶子從樓底到樓頂（不用手直接拿瓶子），玻璃管內(nèi)水柱高度將升高（選填“升高”、“不變”或“降低”）．
（3）小華做“估測(cè)大氣壓值”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝置如圖3所示．實(shí)驗(yàn)步驟：
A．將注射器的活塞推至注射器筒的底端，排盡筒內(nèi)的空氣．然后用橡皮帽封住注射器的小孔．
B．把細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即等于大氣對(duì)活塞的壓力F．
C．用刻度尺測(cè)出注射器全部刻度部分的長(zhǎng)度，記為L(zhǎng)，讀出注射器的容積V．
D．推算此時(shí)大氣壓的數(shù)值p=$\frac{FL}{V}$（寫出表達(dá)式）．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注射器筒內(nèi)漏進(jìn)了少量空氣，則測(cè)得的大氣壓值偏�。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）彈簧測(cè)力計(jì)的原理：在彈性范圍內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)量與受到的拉力成正比．
（2）使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，首先要明確其分度值，讀數(shù)時(shí)視線與指針?biāo)�在刻線相垂直．
因?yàn)楹�蘿卜粗細(xì)不均，那重心就不在中心位置，粗的一段重心離支點(diǎn)近，力臂比較小，利用杠桿原理分析即可．
當(dāng)內(nèi)外壓強(qiáng)相同時(shí)，玻璃管和瓶?jī)?nèi)的液面相平，當(dāng)瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)大時(shí)，玻璃管中的液面高于瓶?jī)?nèi)液面，當(dāng)外界壓強(qiáng)大時(shí)，瓶?jī)?nèi)液體壓強(qiáng)液面高于玻璃管中的液體．
大氣壓隨高度的增加而減�。�
（3）本實(shí)驗(yàn)的原理是：先排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在往外拉活塞時(shí)，由于外界大氣壓的作用，要拉動(dòng)活塞需要很大的力，這個(gè)力的大小為F=P_大氣S，故測(cè)出活塞橫截面積S和拉動(dòng)時(shí)的拉力F，就可根據(jù)P_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強(qiáng)的值．

解答 解：（1）彈簧測(cè)力計(jì)的工作原理是在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長(zhǎng)量就越長(zhǎng)．或在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比，所以彈簧測(cè)力計(jì)的刻度是均勻的．
（2）彈簧測(cè)力計(jì)上1N之間有5個(gè)小格，所以一個(gè)小格代表0.2N，即此彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N．此時(shí)指針指在“1.8”處，所以胡蘿卜重為1.8N．
根據(jù)杠桿平衡條件，動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F₁L₁=F₂L₂可知，
F_AL_A=F_BL_B，
由于粗的一段重心離支點(diǎn)近，力臂比較小，即L_A＜L_B，
所以F_A＞F_B，
根據(jù)題意知，胡蘿卜受到的力F_A=G_A，F(xiàn)_B=G_B，
所以G_A＞G_B．
（3）根據(jù)圖示可知，玻璃管中的液面高于瓶?jī)?nèi)液面，故瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)大于大氣壓強(qiáng)；
因?yàn)榇髿鈮弘S高度的增加而減小，所以拿著這個(gè)瓶子從樓底到樓頂時(shí)，大氣壓強(qiáng)減小，玻璃管內(nèi)水柱高度將升高．
（3）注射器是一個(gè)圓柱體形狀，因此，應(yīng)量出其刻度部分的長(zhǎng)度，再讀出空積V，得出活塞的面積S=$\frac{V}{L}$．
可算出大氣壓值為p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注射器筒內(nèi)漏進(jìn)了少量空氣，故測(cè)量出來(lái)的大氣壓總是比實(shí)際值要�。�
故答案為：（1）在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力越大，彈簧的伸長(zhǎng)量就越長(zhǎng)．或在彈性限度內(nèi)，彈簧受到的拉力與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比；1.8；大于；
（2）大于；升高；
（3）全部刻度部分；$\frac{FL}{V}$；偏�。�

點(diǎn)評(píng) 本題屬實(shí)驗(yàn)探究題，實(shí)驗(yàn)探究題一般對(duì)學(xué)生的要求都較高，不僅要求學(xué)生熟練掌握課本上所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，還要求學(xué)生具有一定的物理素養(yǎng)．