Question

物理兴趣小组的同学利用星期天开展一次登山活动，想利用所学的物理知识测量花果山的高度．若已知在竖直方向每升高10m大气压强减小△p，且山下的大气压强为p．他们随身携带了注射器（有刻度部分的容积为V）、弹簧测力计、细线、刻度尺等．到达山顶后，他们首先排尽针筒内的空气并用橡皮帽封住其小孔，进行了如图所示的实验．（实验中针筒与活塞之间的摩擦不计）
（1）为了测量山顶的大气压强，你认为实验中应测出的物理量有（指出物理量的名称并用相应的符号表示）：______；
（2）山顶的大气压强p=______（用所测量的物理量及已知量表示）；
（3）花果山的高度h=______（用所测量的物理量及已知量表示）．

Answer

（1）本实验的原理是：先排出注射器内的空气，这样在往外拉活塞时，由于外界大气压的作用，要拉动活塞需要很大的力，这个力的大小为F=P大气S，故需测出注射器带刻度的长度，利用注射器的体积求出活塞的横截面积S，以及测出拉动活塞时的拉力F，就可根据P大气=求出大气压强的值．
（2）先求出花果山山顶和山脚的压强变化，再根据在竖直方向每升高10m大气压强减小△p，即可求出花果山的高度．
【解析】
（1）实验时，首先要测出注射器的活塞刚开始滑动时弹簧测力计示数（即大气对活塞的压力）F；
由二力平衡的条件可知：
F=P大气S=P大气
即P大气=由本实验的原理可知：需要测量出注射器带刻度的长度L，拉动弹簧测力计时的拉力F；
（2）由F=PS可知：
山顶的大气压强P==．
（3）花果山山顶和山脚的压强变化：
P′=P-P=P-=
根据在竖直方向每升高10m大气压强减小△p可知：
花果山的高度h==．
故答：（1）应测出的物理量有：注射器带刻度的长度L，拉动弹簧测力计时的拉力F；（2）；（3）．