Question

8．某科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組利用注射器、彈簧測力計(jì)、刻度尺等器材測量大氣壓強(qiáng)的值，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，這樣做的目的是排盡注射器內(nèi)的空氣．
（2）如圖甲所示，用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛被拉動(dòng)時(shí)，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)為29.9N．
（3）如圖乙所示，用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為6cm，計(jì)算出活塞的橫截面積．
（4）計(jì)算得到大氣壓強(qiáng)的數(shù)值為8.97×10⁴Pa．
（5）同學(xué)們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)誤差較大，請分析該實(shí)驗(yàn)過程中導(dǎo)致誤差的主要因素是：空氣沒有排盡．（寫出一條）

Answer 1

分析 （1）將活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，這樣做的目的是為了排盡注射器內(nèi)的空氣．
（2）由二力平衡的條件分析；
（3）測出注射器全部帶刻度的長度，求出活塞的橫截面積S；
（4）已知活塞剛被拉動(dòng)時(shí)的拉力F，就可根據(jù)p_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強(qiáng)的值；
（5）造成誤差的主要原因是由于注射器內(nèi)的空氣沒有排盡、或橡皮帽密封不好、拉力和長度讀數(shù)不準(zhǔn)確等．

解答 解：（1）為了排盡注射器內(nèi)的空氣，把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，（3）從圖中可以看出，注射器可容納的藥
（2）活塞剛被拉動(dòng)時(shí)，由二力平衡的條件可知：此時(shí)大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力和彈簧測力計(jì)的示數(shù)相等．
（3）由圖可知，水容積為20ml=20cm³，注射器全部刻度的長度為6.00cm，
故活塞的橫截面積為S=$\frac{V}{h}$=$\frac{20c{m}^{3}}{6cm}$=$\frac{10}{3}$cm²=$\frac{10}{3}$×10^-4m²．
（4）可計(jì)算出大氣壓強(qiáng)的值為：p_大氣=$\frac{F}{S}$=$\frac{29.9N}{\frac{10}{3}×1{0}^{-4}{m}^{2}}$≈8.97×10⁴Pa．
（5）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，測量結(jié)果小于一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，造成誤差的主要原因是由于注射器內(nèi)的空氣沒有排盡、或橡皮帽密封不好、拉力和長度讀數(shù)不準(zhǔn)確等；拉動(dòng)活塞時(shí)活塞和筒壁間有摩擦這會(huì)造成最終測量的結(jié)果偏大．
故本題答案為：（1）排盡注射器內(nèi)的空氣；剛被拉動(dòng)；（3）6；（4）8.97×10⁴；（5）空氣沒有排盡．

點(diǎn)評 作為一個(gè)不是按課本方法進(jìn)行測量大氣壓的實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是在弄清實(shí)驗(yàn)的原理，然后才能分析出實(shí)驗(yàn)需要測量的是哪些物理量，怎么才能計(jì)算出大氣壓強(qiáng)的值．