12.小虎同學利用注射器(容積為V)、彈簧測力計和刻度尺估測大氣壓的值.
(1)著名的科學家托里拆利首先用實驗測出大氣的值,該科學家做實驗時用到了水銀,是因為水銀的密度較大,方便測出水銀柱的高度.本實驗中,小虎首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔這樣做的目的是把注射器內(nèi)空氣排出.
(2)如圖所示,水平向右慢慢拉動(可看作勻速)注射器筒,當注射器的活塞開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)F,根據(jù)二力平衡知識可知,測力計的示數(shù)F應等于大氣壓力,用刻度尺測出注射器的全部刻度的長為L,則大氣壓的值可表示為p=$\frac{FL}{V}$.
(3)若實驗中測得的大氣壓值都偏小,這可能是因為注射器內(nèi)有空氣.
(4)實驗室有甲乙丙三個注射器,活塞的橫截面積分別為0.8cm2、1.2cm2和2cm2,若彈簧測力計量程為10N,實驗時應選用甲(選填“甲”、“乙”、“丙”)注射器合適.

分析 (1)關于大氣壓的兩個著名實驗:馬德堡半球?qū)嶒灒ǖ谝淮巫C明大氣壓存在),托里拆利實驗(第一次測量大氣值),實驗中要排出注射器內(nèi)的空氣,這樣在拉動活塞時,注射器內(nèi)部會接近于真空,這樣才能測出大氣的壓力.
(2)明確實驗的原理.當注射器中的活塞開始滑動時,此時彈簧測力計的示數(shù)與所受的大氣壓力相等,因活塞為圓柱體,所以活塞的橫截面積可以通過公式S=$\frac{V}{L}$ 來求出;利用壓強的公式$P=\frac{F}{S}$,代入測量的數(shù)據(jù)可得出表達式;
(3)如果注射器內(nèi)的氣體沒有排干凈或橡皮帽漏氣,會使得測量值變。
(4)根據(jù)標準大氣壓P0=1×105Pa,根據(jù)$S=\frac{F}{P}$計算出橫截面積,確定活塞的橫截面積.

解答 解:(1)托里拆利實驗是第一次測出大氣壓的值,實驗中用水銀完成實驗,因為水銀的密度較大,方便測出水銀柱的高度,實驗中要排出注射器內(nèi)的空氣,這樣在拉動活塞時,注射器內(nèi)部會接近于真空,這樣才能測出大氣的壓力.
(2)當注射器中的活塞開始滑動時,根據(jù)二力平衡,此時彈簧測力計的示數(shù)與所受的大氣壓力相等,因活塞為圓柱體,所以活塞的橫截面積S=$\frac{V}{L}$,根據(jù)壓強P=$\frac{F}{S}$得
P=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$.
(3)若實驗中測得的大氣壓值都偏小,原因可能是注射器內(nèi)空氣沒有排干凈或橡皮帽漏氣.
(4)根據(jù)標準大氣壓P0=1×105Pa,
根據(jù)S=$\frac{F}{P}$=$\frac{10N}{1×1{0}^{5}Pa}$=1×10-4m2=1cm2,
所以活塞的橫截面積應選擇0.8cm2
故答案為:
(1)托里拆利;密度; 把注射器內(nèi)的空氣排出;
(2)二力平衡; $\frac{FL}{V}$;  
(3)注射器內(nèi)有空氣;
(4)甲.

點評 利用注射器測量大氣壓時,用到的公式是p=$\frac{F}{S}$所以要分別測大氣壓力F和活塞的橫截面積S.利用二力平衡可通過彈簧測力計測出大氣壓力,利用幾何知識可得出活塞的面積S,便可求出大氣壓的值了.

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B.他在離開跳板至落水之前,動能減小,重力勢能增加,機械能減少
C.他在進入水中后至速度為零,重力做的功是mgh
D.他在離開跳板至速度為零,他的重力勢能減少,機械能減少

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