Question

氣壓跟天氣有密切的關(guān)系．一般地說，地面上高氣壓的地區(qū)往往是晴天，地面上低氣壓的地區(qū)往往是陰雨天．這是壯狀同學(xué)上網(wǎng)查氣壓與天氣的關(guān)系知道的．在一個晴朗的天氣，他和同學(xué)們進行了粗測大氣壓的實驗．現(xiàn)有器材：注射器（帶有刻度部分的體積為V）、彈簧測力計、刻度尺、細尼龍繩、橡皮帽等器材．他進行了如下實驗：
（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，這樣做的目的是

 

．
（ 2 ）請你繼續(xù)幫他完成實驗步驟：

 

．
（ 3 ）大氣壓的表達式

 

．
（4）請你對實驗過程中產(chǎn)生誤差的主要環(huán)節(jié)進行分析，并提出改進意見：

Answer 1

分析：（1）本實驗的原理是：先排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在往外拉活塞時，由于外界大氣壓的作用，要拉動活塞需要很大的力．
（2）分別測量活塞橫截面積S和拉動時的拉力F，然后算出活塞的橫截面積．
（3）利用p=

F

S

求出大氣壓強的表達式．
（4）根據(jù)針筒與活塞之間的摩擦使測量值偏大等原因，提出改進意見．

解答：解：（1）將活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，這樣做的目的是為了排盡注射器內(nèi)的空氣．
（2）如圖甲所示，用細線拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛被拉動時，記下彈簧測力計的示數(shù)為F．如圖乙所示，用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為L，計算出活塞的橫截面積
（3）∵p=

F

S

，
∴p=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

，
（4）實驗過程中產(chǎn)生誤差的主要環(huán)節(jié)是針筒與活塞之間的摩擦使測量值偏大； 將橡皮帽拿下，將活塞推到針筒底部，用彈簧測力計勻速拉動活塞，讀出彈簧測力計的示數(shù)F₁，則所測得的大氣壓力為F-F₁．
故答案為：（1）排盡注射器內(nèi)的空氣；（2）用細線拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛被拉動時，記下彈簧測力計的示數(shù)為F．如圖乙所示，用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為L，計算出活塞的橫截面積S；（3）

FL

V

；（4）針筒與活塞之間的摩擦使測量值偏大； 將橡皮帽拿下，將活塞推到針筒底部，用彈簧測力計勻速拉動活塞，讀出彈簧測力計的示數(shù)F₁，則所測得的大氣壓力為F-F₁．

點評：作為一個不是按課本方法進行測量大氣壓的實驗，關(guān)鍵是在弄清實驗的原理，然后才能分析出實驗需要測量的是哪些物理量，怎么才能計算出大氣壓強的值．