Question

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

（1）通过计算可得实验时的大气压强p=______Pa．
（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______．

Answer

（1）由第1组数据可知，此时没有挂秤钩，根据活塞平衡，由力平衡条件求出封闭气体的压强的表达式，根据玻意耳定律求解大气压；
（2）根据玻意耳定律求出L=4.00cm时所挂钩码的重力，即为所测的作用力F．由钩码的重力表达式分析F是否均匀．
（3）用这种玻璃管测力计来测力，容易受外界环境的影响，比如大气压和温度的变化引起测量不准确．
【解析】
（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=P-．
封闭气体的压强分别：
状态1：P1=P，
状态2：P2=P-=P-104（Pa）
根据玻意耳定律得：P1L1=P2L2，
代入解得，P=1.01×105Pa
（2）由P1L1=（P-）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．
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=（P-）L，得
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．