利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一...

问题详情:

利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l.然后多次改变x,测出对应的l,画出l2﹣x关系图线,如图(b)所示,并由此得出相应的斜率k.

利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一...

(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出的速度v0=    .

(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度g,大气压强p0均为已知,利用图(b)中倾斜直线的斜率k可得,管内气体压强p=.

(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,则(2)中得到的p与实际压强相比   (填“偏大”或“偏小”).

【回答】

考点:        动能定理的应用;平抛运动.

专题:        压轴题.

分析:  (1)棉球从B端飞出做平抛运动,可以根据平抛运动的基本公式解出速度v0;

(2)根据压强公式求出压力F,运用动能定理求出l2﹣x的关系,其斜率等于k,这样就可以求出管内气体压强p;

(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,所以除了压力做功外,摩擦力对棉球做负功,再运用动能定理求出l2﹣x的关系,其斜率等于k,这样就可以比较压强偏大还是偏小.

解答:  解:(1)棉球从B端飞出做平抛运动,根据平抛运动的基本公式得:

            l=v0t,h=利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第2张

           解得:v0=l利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第3张

    (2)设玻璃管内气体压强始终为p,不计棉球与管壁的摩擦,对棉球从静止到B点的运动过程运用动能定理得:

         (p﹣p0)Sx=利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第4张

        (p﹣p0)Sx=利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第5张

         所以l2=利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第6张=kx

         所以利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第7张

        解得:p=p0+利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第8张

     (3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,设摩擦力为f,所以除了压力做功外,摩擦力对棉球做负功,

      再运用动能定理得:

         (p实﹣p0)Sx﹣fx=利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第9张

            l2=利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第10张=kx

          所以利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第11张

            解得:p实=p0+利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第12张

      很明显,(2)中得到的p与实际压强相比偏小.

故*为:l利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第13张;p0+利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一... 第14张;偏小.

点评:        该题考查了平抛运动的基本规律与压强的相关计算,要求同学们学会熟练运用动能定理解题,比较简洁、方便,本题难度不大.

知识点:动能和动能定律

题型:实验,探究题