Question

5．實(shí)驗(yàn)桌上有彈簧測(cè)力計(jì)一只（量程為5N、分度值為0.2N）、三種規(guī)格的注射器A、B、C（量程分別為20ml、10ml 和2ml ）、刻度尺一把．要求利用現(xiàn)有器材粗略測(cè)量大氣壓強(qiáng)．某同學(xué)選定器材并設(shè)計(jì)方案如圖所示．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該在注射器活塞活塞剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)時(shí)，讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，彈簧測(cè)力計(jì)被拉到5N時(shí)，活塞仍沒(méi)有移動(dòng)．欲仍然采用此方案完成實(shí)驗(yàn)，需作的改進(jìn)是：換用2mL的小注射器；
（3）該同學(xué)正確操作，發(fā)現(xiàn)測(cè)出的結(jié)果誤差較大，請(qǐng)你指出其中的一個(gè)原因活塞與筒壁間有摩擦．

Answer 1

分析 （1）注射器內(nèi)的空氣我們要事先排凈，拉動(dòng)活塞滑動(dòng)時(shí)的拉力就約等于大氣對(duì)活塞的壓力；
（2）壓力的大小跟活塞的作用面積有關(guān)，在大氣壓強(qiáng)一定時(shí)，面積越小，壓力會(huì)越小，所以應(yīng)選擇較小的注射器；
（3）實(shí)驗(yàn)中，空氣沒(méi)有排凈、活塞與注射器筒的摩擦、讀數(shù)時(shí)機(jī)的選擇等都會(huì)影響到測(cè)量的結(jié)果．

解答 解：（1）當(dāng)活塞剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，說(shuō)明拉力正好克服了大氣的壓力，是一對(duì)平衡力，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就等于大氣產(chǎn)生的壓力；
（2）因?yàn)榇髿獾膲簭?qiáng)是一定的，根據(jù)公式F=pS，受力面積越小，壓力也會(huì)越小，所以當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)量程不夠時(shí)，可換用量程更小的2ml的注射器；
（5）注射器活塞與筒壁間有摩擦，測(cè)得的讀數(shù)偏大，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$計(jì)算的結(jié)果會(huì)偏大．
故答案為：（1）活塞剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)；（2）換用2mL的小注射器；（3）活塞與筒壁間有摩擦．

點(diǎn)評(píng) 此類實(shí)驗(yàn)依據(jù)p=$\frac{F}{S}$，彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出的拉力正好是大氣對(duì)活塞的壓力，活塞的橫截面積就是力的作用面積，這樣就可以求出大氣壓強(qiáng)了．但受客觀條件的影響，此實(shí)驗(yàn)卻難保測(cè)量的準(zhǔn)確性．