Question

如圖是小華做“估測大氣壓的值”的實驗示意圖．
（1）請將下列實驗步驟補充完整．
A．把注射器活塞推至注射器筒的底端的目的是

排盡空氣

，然后用橡皮帽封住注射器的小孔．
B．用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的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．當注射器中的活塞

剛開始運動時

時，記下測力計度數(shù)，即等于大氣對活塞的壓力F．
C．用刻度尺測出注射器的

所有刻度的長

，記為L，讀出注射器的容積V，則活塞的面積 S=

V

L

．
D．最后計算出此時大氣壓的數(shù)值p=

FL

V

 （寫出表達式）．
（2）實驗中，小華正確使用了測量儀器，且讀數(shù)正確，但她發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果總是偏小，其主要原因是

空氣無法排盡

．
（3）實驗中，考慮到摩擦力對實驗的影響，小華改進了實驗，先不用橡皮帽封住注射孔，拉動活塞，讀出測力計示數(shù)為1.4N，再用橡皮帽封住注射孔，拉動時讀出測力計示數(shù)為2.4N，算出活塞面積為0.1平方厘米，則大氣壓值為

1×10⁵

Pa．

Answer 1

分析：（1）明確實驗的原理，才能完成實驗步驟的補充．當注射器中的活塞開始滑動時，此時彈簧測力計的示數(shù)與所受的大氣壓力相等；因活塞為圓柱體，所以活塞的橫截面積可以通過公式S=

V

L

來求出，知道注射器的容積，還需要用刻度尺量出其刻度部分的長度；利用壓強的公式，代入測量的數(shù)據(jù)可得出表達式．
（2）當注射器漏氣時，會造成拉力F偏小，在面積S不變時，所測量的大氣壓值會偏�。�
（3）因為先不用橡皮帽封住注射孔，所以注射器內(nèi)外氣體連通，壓強相等，此時彈簧測力計的示數(shù)實際是活塞與筒壁的摩擦力，再用橡皮帽封住注射孔，此時彈簧測力計的示數(shù)包括了活塞與筒壁的摩擦力，因此可得大氣壓力，再利用p=

F

S

求得大氣壓值．

解答：解：（1）A．將注射器的活塞推至注射器筒的底端，目的是排盡筒內(nèi)的空氣．
B、當注射器中的活塞開始滑動時，彈簧測力計的拉力與大氣的壓力剛好平衡，因此需要記錄此時的示數(shù)；
C、注射器是一個圓柱體形狀，因此，應量出其刻度部分的長度，再讀出空積V，得出活塞的面積S=

V

L

，
D、將測量結(jié)果代入壓強公式得：p=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

．
（2）從表達式中可以看出，V、l的測量結(jié)果不變，由于無法排盡筒內(nèi)的空氣，所以拉力F的值偏小，則測量結(jié)果總是偏�。�
（3）先不用橡皮帽封住注射孔，拉動活塞，讀出測力計示數(shù)為1.4N，是活塞與筒壁的摩擦力F₁，
再用橡皮帽封住注射孔，拉動時讀出測力計示數(shù)為2.4N，是活塞與筒壁的摩擦力F₁+大氣的壓力，為F₂，
所以，大氣對活塞產(chǎn)生的壓力實際為F₂-F₁，
則大氣壓值為p=

F

S

=

F2-F1

S

=

2.4N-1.4N

1×10-5m2

=1×10⁵Pa．
故答案為：排盡空氣；剛開始運動時；所有刻度的長；S=

V

L

；p=

FL

V

；空氣無法排盡；1×10⁵．

點評：利用注射器測量大氣壓時，用到的公式是p=

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．