Question

2．如圖是小剛做“估測大氣壓的值”的實(shí)驗(yàn)示意圖．
（1）請將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整．
A．把注射器的活塞推至注射筒的底端，然后用橡皮帽封位注射器的小孔，這樣做的目的是排盡筒內(nèi)的空氣；
B．用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，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注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛好滑動時(shí)，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)，即等于大氣對活塞的壓力F；
C．用刻度尺測出注射器的全部刻度的長度（記為L），讀出注射器的容積V；
D．最后計(jì)算出此時(shí)大氣壓P=$\frac{FL}{V}$（寫出表達(dá)式）．
（2）B步驟中測量大氣對活塞的壓力F應(yīng)用的是二力平衡的原理．
（3）實(shí)驗(yàn)A過程中，小王發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處，空氣無法排盡，這將使測量結(jié)果比大氣壓的實(shí)際值偏�。�
（4）實(shí)驗(yàn)室有甲、乙兩個(gè)注射器可選用，橫截面積分別為0.8cm²和2cm²，若彈簧測力計(jì)量程為10N，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用甲注射器，依據(jù)是S=$\frac{F}{P}$．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)的原理是：先排出注射器內(nèi)的空氣，再向外拉活塞，由于外界大氣壓的作用，要拉動活塞需要很大的力，這個(gè)力的大小為F=P_大氣S，故測出活塞橫截面積S和拉動時(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．
（2）測量大氣對活塞的壓力F時(shí)，應(yīng)用的是二力平衡的原理．
（3）當(dāng)注射器里面有氣體時(shí)，則筒內(nèi)氣體就有一定的壓強(qiáng)，會造成拉力F偏小，在面積S不變時(shí)，所測量的大氣壓值會偏�。�
（4）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P₀=1×10⁵Pa，根據(jù)S=$\frac{F}{P}$計(jì)算出橫截面積，確定活塞的橫截面積．

解答 解：（1）補(bǔ)充步驟：
A、把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排盡筒內(nèi)的空氣．然后，用橡皮帽封住注射器的小孔；
B、當(dāng)注射器中的活塞剛開始滑動時(shí)，記下的彈簧測力計(jì)示數(shù)，就是大氣對活塞的壓力F；
C、用刻度尺測出注射器的全部刻度的長度L，讀出注射器的容積V，則活塞的面積S=$\frac{V}{L}$；
D、此時(shí)大氣壓的數(shù)值p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$；
（2）活塞剛被拉動時(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）如果筒內(nèi)空氣沒有排盡，會造成拉力F偏小，在面積S不變時(shí)，所測量的大氣壓值會偏�。�
（4）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P₀=1×10⁵Pa，根據(jù)S=$\frac{F}{P}$=$\frac{10N}{1×1{0}^{5}Pa}$=1×10^-4m²=1cm²，所以活塞的橫截面積應(yīng)選擇0.8cm²．

故答案為：（1）排盡筒內(nèi)的空氣；全部刻度；$\frac{FL}{V}$；（2）二力平衡；（3）�。唬�4）甲；S=$\frac{F}{P}$．

點(diǎn)評 利用注射器測量大氣壓時(shí)，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(jì)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．