Question

5．如圖，同學(xué)們?cè)谶M(jìn)行估測(cè)大氣壓實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先讀出注射器的最大刻度為V，用刻度尺量出其全部刻度的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，然后按照如圖所示的過(guò)程，慢慢的拉注射器（甲圖沒(méi)有蓋上橡皮帽、乙圖在排盡空氣后蓋上了橡皮帽），剛好拉動(dòng)活塞時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別是F₁和F₂．下列計(jì)算式正確且最接近真實(shí)值的是（　�。�

• A． $\frac{{F}_{1}L}{V}$
• B． $\frac{{F}_{2}L}{V}$
• C． $\frac{（{F}_{2}-{F}_{1}）L}{V}$
• D． $\frac{（{F}_{1}+{F}_{2}）L}{V}$

Answer 1

分析 首先通過(guò)分析可以看出，此題中測(cè)量大氣壓利用的原理是公式p=$\frac{F}{S}$，這里的F便是大氣作用在注射器橫截面上的壓力，而S則是注射器的橫截面積．仔細(xì)分析甲、乙兩圖的區(qū)別可以看出，甲圖中因?yàn)闆](méi)有蓋橡皮帽，所以注射器內(nèi)外氣體連通，壓強(qiáng)相等，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)實(shí)際是活塞與筒壁的摩擦力，而圖乙中因?yàn)閮?nèi)部接近真空，幾乎沒(méi)有氣壓，所以此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)所測(cè)是大氣產(chǎn)生的壓力，當(dāng)然也包括了活塞與筒壁的摩擦力．

解答 解：設(shè)注射器的刻度部分長(zhǎng)為L(zhǎng)，其容積為V，則注射器的橫截面積為S=$\frac{V}{L}$，
圖甲沒(méi)有蓋橡皮帽，注射器內(nèi)外氣體壓強(qiáng)相等，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)反映的是活塞與筒壁的摩擦力，即F₁=f；
圖乙排盡空氣后蓋上了橡皮帽，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)反映的是活塞與筒壁的摩擦力+大氣壓力，即F₂=f+F_大氣；
所以，大氣對(duì)活塞產(chǎn)生的實(shí)際壓力：F_大氣=F₂-F₁，
則測(cè)得的大氣壓為：p=$\frac{{F}_{大氣}}{S}$=$\frac{{F}_{2}-{F}_{1}}{\frac{V}{L}}$=$\frac{（{F}_{2}-{F}_{1}）L}{V}$，故選項(xiàng)C符合題意．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 確本實(shí)驗(yàn)是測(cè)量大氣壓的原理是p=$\frac{F}{S}$是成功的第一步；然后再根據(jù)注射器為圓柱體的特點(diǎn)，利用容積和長(zhǎng)度表示出其橫截面積，是第二步；最后搞清甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)所反映出來(lái)的力的大小包括哪些，這是最關(guān)鍵的第三步，也是最容易出錯(cuò)的一步．