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A
有刻度部分的长度
$ \frac{Fl}{V}$
没有排尽
注射器内的空气
【分析】
要解决这道题,可按以下思路分析:
1. 回忆流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。
2. 分析小汽车高速行驶时的空气流动情况:小汽车车身呈上凸下平的形状,行驶时车上方空气流速大于车下方空气流速。
3. 判断车受到的额外力:根据流体压强与流速的关系,车上方压强小、下方压强大,车会受到向上的升力。
4. 对小汽车进行竖直方向受力分析:竖直方向小汽车受向下的重力$G$、向上的支持力$F$和向上的升力,根据力的平衡关系$G = F + F_{升}$,可比较$G$与$F$的大小。
【解析】
当小汽车在平直高速公路上高速行驶时,因小汽车车身呈上凸下平的形状,车上方空气流速大于车下方空气流速。根据流体压强与流速的关系:流速大的位置压强小,流速小的位置压强大,所以车上方空气压强小于车下方空气压强,小汽车会受到一个向上的升力$F_{升}$。
在竖直方向上,小汽车处于平衡状态,受力满足$G = F + F_{升}$,因此$G>F$。
【答案】
A
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合小汽车行驶的实际情景,将流体压强与流速的关系和受力分析结合考查,体现了物理知识在生活中的实际应用,需要同学们能将物理规律与生活现象关联分析。
【难度系数】
0.6
【分析】
(1) 要计算大气压的值,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,已知大气对活塞的压力$F$,需要先求出活塞的横截面积$S$。注射器的容积$V$等于活塞横截面积$S$乘以注射器有刻度部分的长度$l$,即$V=Sl$,所以$S=\frac{V}{l}$,因此需要用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度$l$,再将$S$代入压强公式,就能推导出大气压的表达式。
(2) 测量结果偏小,从实验原理分析,若注射器内空气未排尽,内部空气会产生向内的压强,抵消部分外界大气压,使得测得的大气对活塞的压力$F$偏小,根据$p=\frac{Fl}{V}$,计算出的大气压值就会偏小。
【解析】
(1) c. 实验中,为了计算活塞的横截面积,需要用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度$l$,结合注射器的容积$V$,可得活塞的横截面积$S=\frac{V}{l}$。
d. 根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,将$S=\frac{V}{l}$代入,可得大气压的数值:
$p=\frac{F}{\frac{V}{l}}=\frac{Fl}{V}$
(2) 若注射器内的空气没有排尽,注射器内部残留的空气会产生一定的气压,会抵消部分外界大气压对活塞的压力,导致测得的大气对活塞的压力$F$偏小,根据$p=\frac{Fl}{V}$,计算出的大气压数值就会偏小。
【答案】
(1) 有刻度部分的长度;$\boldsymbol{\frac{Fl}{V}}$
(2) 注射器内的空气没有排尽
【知识点】
大气压的估测;压强公式的应用
【点评】
本题考查估测大气压值的实验,涵盖实验步骤补充、压强公式推导及实验误差分析,需理解实验原理并掌握误差来源,加深对大气压测量实验的理解。
【难度系数】
0.6