Question

18．某學(xué)習(xí)小組利用注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺等器材粗測(cè)大氣壓值．
（1）圖甲注射器的最大可讀容積為20ml，用手指
堵住注射器的小孔，發(fā)現(xiàn)要拔出活塞很費(fèi)力，這是因?yàn)榇髿鈮旱淖饔茫?br />（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先把注射器的活塞推至注射器底端，目的是排盡注射器中的空氣
（3）然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按圖乙安裝好器材，水平向右慢慢地拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)增大到F=28N時(shí)，注射器中的活塞剛開始滑動(dòng)，則測(cè)得大氣對(duì)活塞產(chǎn)生的壓力是28N，已知活塞的面積是S=4cm²，則可求出大氣壓強(qiáng)p=7×10⁴Pa．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)若筒內(nèi)空氣沒有排盡，將導(dǎo)致測(cè)得大氣壓值偏��；若活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦較大，將導(dǎo)致測(cè)得大氣壓值偏大．（均選填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（5）如果實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧測(cè)力計(jì)的量程是0～5N，要測(cè)出大氣壓的值，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中所選注射器的橫截面積應(yīng)盡量小一些．（選填“大一些”或“小一些”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)注射器上刻度直接讀出最大容積即可；先排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在往外拉活塞時(shí)，由于外界大氣壓的作用，要拉動(dòng)活塞需要很大的力；
（2）實(shí)驗(yàn)中要排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在拉動(dòng)活塞時(shí)，注射器內(nèi)部會(huì)接近于真空，這樣才能測(cè)出大氣的壓力；
（3）根據(jù)二力平衡條件可知，當(dāng)活塞剛好運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞受到的拉力和大氣壓對(duì)活塞的壓力大小相等；然后根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強(qiáng)；
（4）注射器內(nèi)的空氣沒有排盡和拉動(dòng)活塞時(shí)活塞和筒壁間有摩擦都會(huì)影響拉力的大小，并結(jié)合壓強(qiáng)的計(jì)算公式分析出測(cè)量值與真實(shí)值之間的差異；
（5）根據(jù)公式F=pS可知：面積越大的吸盤受到的壓力越大，所以我們選小一些的就更實(shí)用了．

解答 解：（1）從圖中可以看出，注射器的最大容積為20ml；排凈注射器中的空氣，在拉動(dòng)時(shí)，大氣壓的力量才會(huì)將活塞緊緊地壓住，因此拔出活塞會(huì)很費(fèi)力．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣，使注射器密封．
（3）當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)增大到F=28N時(shí)，注射器中的活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)，活塞受到的拉力和大氣壓對(duì)活塞的壓力是一對(duì)平衡力，因此大氣壓對(duì)活塞的壓力為28N；
此時(shí)的大氣壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{28N}{4×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=7×10⁴Pa．
（4）當(dāng)筒內(nèi)空氣沒有排盡時(shí)，筒內(nèi)空氣會(huì)對(duì)活塞產(chǎn)生一個(gè)壓力，因此測(cè)得的大氣壓值將偏��；如果活塞與注射器內(nèi)壁間的摩擦較大時(shí)，需要的拉力會(huì)更大，因此測(cè)得的結(jié)果將偏大．
（5）根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$得：S=$\frac{F}{p}$=$\frac{5N}{1.0×1{0}^{5}Pa}$=5×10^-5m²=0.5cm²，所以根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的量程要求，吸盤的面積小一些的更切合實(shí)際；
故答案為：（1）大氣壓；（2）排盡注射器中的空氣；（3）28；7×10⁴；（4）偏�。黄�大；（5）小一些．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了大氣壓的測(cè)量方法以及物體受力分析，本題的關(guān)鍵：一是壓強(qiáng)公式的靈活運(yùn)用，二是二力平衡條件的應(yīng)用．