Question

實(shí)驗(yàn)桌上有細(xì)線若干、彈簧測(cè)力計(jì)一只（量程為5N、分度值為0.2N）、兩種規(guī)格的注射器（量程分別為10ml和2ml）、刻度尺一把．要求利用現(xiàn)有器材粗略測(cè)量大氣壓強(qiáng)．圖是小華做“估測(cè)大氣壓的值”的實(shí)驗(yàn)示意圖．
（1）請(qǐng)將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整．
A．把量程為10ml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．用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，彈簧測(cè)力計(jì)被拉到5N時(shí)，活塞仍沒(méi)有移動(dòng)．欲仍然采用此方案完成實(shí)驗(yàn)，需作的改進(jìn)是：

換用5ml的注射器

；然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒．當(dāng)注射器中的活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)，記下

彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F

，即等于大氣對(duì)活塞的壓力F．
C．用刻度尺測(cè)出注射器的

有刻度部分的長(zhǎng)度

，記為l，讀出注射器的容積V，則活塞的面積S=

V

L

．
D．最后計(jì)算出此時(shí)大氣壓的數(shù)值p=

FL

V

（寫出表達(dá)式）．
（2）實(shí)驗(yàn)中，小華正確使用了測(cè)量?jī)x器，且讀數(shù)正確，但她發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果總是偏小．其主要原因是

筒內(nèi)的空氣不能排除干凈

．

Answer 1

分析：（1）壓力的大小跟活塞的作用面積有關(guān)，在大氣壓強(qiáng)一定時(shí)，面積越小，壓力會(huì)越小，所以應(yīng)選擇較小的注射器
本實(shí)驗(yàn)的原理是：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，這個(gè)力的大小為F=P_大氣S，故測(cè)出活塞橫截面積S和拉動(dòng)時(shí)的拉力F，就可根據(jù)P_大氣=

F

S

求出大氣壓強(qiáng)的值．
（2）當(dāng)注射器漏氣時(shí)，會(huì)造成拉力F偏小，在面積S不變時(shí)，所測(cè)量的大氣壓值會(huì)偏�。�

解答：解：（1）因?yàn)榇髿獾膲簭?qiáng)是一定的，根據(jù)公式P=

F

S

的公式變形F=PS，受力面積越小，壓力也會(huì)越小，所以當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)量程不夠時(shí)，可換用量程更小的5ml的注射器．
當(dāng)能拉動(dòng)活塞時(shí)，說(shuō)明此時(shí)拉力等于大氣對(duì)活塞的壓力．故記下的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，就是大氣對(duì)活塞的壓力F．
已知注射器筒上所標(biāo)明的容積V，用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度長(zhǎng)度L，故注射器活塞的面積為S=

V

L

根據(jù)P_大氣=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

可知大氣壓值．
（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)出的大氣壓值比大氣壓強(qiáng)的實(shí)際值偏小，產(chǎn)生原因如：注射器內(nèi)的空氣無(wú)法排盡、活塞與注射器壁間存在摩擦．
故答案為：（1）B、換用5ml的注射器；彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F；
C、有刻度部分的長(zhǎng)度；

V

L

；
D、

FL

V

．
（2）筒內(nèi)的空氣不能排除干凈．

點(diǎn)評(píng)：本題屬實(shí)驗(yàn)探究題，實(shí)驗(yàn)探究題一般對(duì)學(xué)生的要求都較高，不僅要求學(xué)生熟練掌握課本上所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，還要求學(xué)生具有一定的物理素養(yǎng)．