Question

15．如圖所示利用容積為V的注射器，彈簧測力計和刻度尺估測大氣壓值，實驗步驟如下：
①將注射器活塞推到底端并用橡皮膜堵住小孔，目的是排出注射器中的空氣．
②用彈簧測力計鉤住活塞，水平向右緩慢拉動活塞，當(dāng)活塞剛被拉動時，記下測力計的示數(shù)F，可以認(rèn)為F就等于大氣對活塞的壓力，理由是可以認(rèn)為活塞處于平衡狀態(tài)；
③用刻度尺量出注射器全部刻度的長度L，活塞的橫截面積為S=$\frac{V}{L}$（用測量的量表示）；
（1）完成步驟中的填空．
（2）用測量的量表示大氣壓的值；
（3）實驗發(fā)現(xiàn)所測大氣壓值偏小，有人認(rèn)為是活塞與注射器內(nèi)壁有摩擦造成的，你認(rèn)為是否正確？為什么？你認(rèn)為還可能是哪些原因？

Answer 1

分析 （1）實驗中要排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在拉動活塞時，注射器內(nèi)部會接近于真空，這樣才能測出大氣的壓力；
（2）明確實驗的原理，才能完成實驗步驟的補(bǔ)充．當(dāng)注射器中的活塞開始滑動時，此時彈簧測力計的示數(shù)與所受的大氣壓力相等；因活塞為圓柱體，所以活塞的橫截面積可以通過公式S=$\frac{V}{L}$來求出，知道注射器的容積，還需要用刻度尺量出其刻度部分的長度；利用壓強(qiáng)的公式，代入測量的數(shù)據(jù)可得出表達(dá)式；
（3）若實驗中注射器與活塞之間摩擦較大，則測得的拉力F變大，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏大．
注射器筒內(nèi)有空氣會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏�。�

解答 解：（1）實驗時，把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣．
（2）當(dāng)注射器中的活塞開始滑動時，彈簧測力計的拉力與大氣的壓力剛好平衡，可以認(rèn)為活塞處于平衡狀態(tài)；
因此需要記錄此時的示數(shù)；
注射器是一個圓柱體形狀，因此，應(yīng)量出其刻度部分的長度，再讀出空積V，得出活塞的面積S=$\frac{V}{L}$將測量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．
（3）不正確，
因為如果活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦較大，拉力的測量值會偏大，導(dǎo)致測得的大氣壓值偏大；
所測大氣壓值偏小的原因可能是：
筒內(nèi)空氣如果沒有排盡，這樣拉力的測量值會偏小，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可知，導(dǎo)致測得的大氣壓值偏�。�
故答案為：①排出注射器中的空氣；②平衡；③S=$\frac{V}{L}$；（3）不正確；因為如果活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦較大，拉力的測量值會偏大，導(dǎo)致測得的大氣壓值偏大；
所測大氣壓值偏小的原因可能是筒內(nèi)空氣沒有排盡，拉力的測量值會偏小，導(dǎo)致測得的大氣壓值偏�。�

點評 利用注射器測量大氣壓時，用到的公式是p=$\frac{F}{S}$所以要分別測大氣壓力F和活塞的橫截面積S．利用二力平衡可通過彈簧測力計測出大氣壓力，利用幾何知識可得出活塞的面積S，便可求出大氣壓的值了．對測量結(jié)果的評估則主要看是否對幾個測量值造成了影響，造成了怎樣的影響，最后確定是偏大或偏�。�