问题
问答题
如图所示为某校物理兴趣小组设计的一个玻璃管测力计,玻璃管竖直悬挂,上端封闭、下端开口,管内一个很薄的轻质活塞封闭了一定质量的空气,活塞连接一轻质秤钩.已知玻璃管长为10cm,横截面积为1cm2,现将不同质量的钩码M挂在秤钩上,稳定后用刻度尺测量出活塞与管顶之间的距离L,在实验过程中气体的温度保持不变,四次实验的数据记录右面的表格内:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
M(kg) | 0.000 | 0.100 | 0.250 | 0.400 |
L(cm) | 4.00 | 4.44 | 5.32 | 6.62 |
(2)该玻璃管测力计的刻度是______(填:均匀,不均匀)的,它能测量的最大作用力不超过______N.
(3)通过实验同学们发现用这种玻璃管测力计来测力,存在一些不足之处,请列举两点:
a______
b______.
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答案
(1)由力平衡条件得:所挂钩码的质量为M时,封闭气体的压强为P=P0-
.Mg S
封闭气体的压强分别:
状态1:P1=P0,
状态2:P2=P0-
=P0-104(Pa)M2g S
根据玻意耳定律得:P1L1=P2L2,
代入解得,P0=1.01×105Pa
(2)由P1L1=(P0-
)L,可以看出F与L是非线性关系,故空气柱长度L随加在秤钩上作用力F变化而不均匀变化.F S
玻璃管的长度为10cm,所以气体的长度最大为10cm,此时的拉力最大,
当L=10.00cm时,由P1L1=P3L=(P0-
)L,得M3g S
解得M3g=6.06N,
(3)用这种玻璃管测力计来测力,容易受外界环境的影响,比如大气压强改变、环境温度改变影响测量的准确性.
故答案为:
(1)1.01×105;
(2)不均匀,6.06
(3)大气压强改变、手拿玻璃管会使得管内气体温度变化.