Question

【題目】利用圖（a）實(shí)驗(yàn)可粗略測(cè)量人吹氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)。兩端開口的細(xì)玻璃管水平放置，管內(nèi)塞有潮濕小棉球，實(shí)驗(yàn)者從玻璃管的一端A吹氣，棉球從另一端B飛出，測(cè)得玻璃管內(nèi)部截面積S，距地面高度h，棉球質(zhì)量m，開始時(shí)的靜止位置與管口B的距離x，落地點(diǎn)C與管口B的水平距離l。然后多次改變x，測(cè)出對(duì)應(yīng)的l，畫出l2-x關(guān)系圖線，如圖（b）所示，并由此得出相應(yīng)的斜率k。

（1）若不計(jì)棉球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力，根據(jù)以上測(cè)得的物理量可得，棉球從B端飛出的速度v0＝________。

（2）假設(shè)實(shí)驗(yàn)者吹氣能保持玻璃管內(nèi)氣體壓強(qiáng)始終為恒定值，不計(jì)棉球與管壁的摩擦，重力加速度g，大氣壓強(qiáng)p0均為已知，利用圖（b）中擬合直線的斜率k可得，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)p＝________。

（3）考慮到實(shí)驗(yàn)時(shí)棉球與管壁間有摩擦，則（2）中得到的p與實(shí)際壓強(qiáng)相比________（填偏大、偏�。�。

Answer 1

【答案】（1）l（2）p0＋（3）偏小

【解析】

（1）棉球從B端飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本公式得：

l=v0t，h=

解得：v0=l

（2）設(shè)玻璃管內(nèi)氣體壓強(qiáng)始終為p，不計(jì)棉球與管壁的摩擦，對(duì)棉球從靜止到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得：

（p﹣p0）Sx=

（p﹣p0）Sx=

所以l2==kx

所以

解得：p=p0+

（3）考慮到實(shí)驗(yàn)時(shí)棉球與管壁間有摩擦，設(shè)摩擦力為f，所以除了壓力做功外，摩擦力對(duì)棉球做負(fù)功，

再運(yùn)用動(dòng)能定理得：

（p實(shí)﹣p0）Sx﹣fx=

l2==kx

所以

解得：p實(shí)=p0+

很明顯，（2）中得到的p與實(shí)際壓強(qiáng)相比偏�。�

故答案為：l；p0+；偏�。�