Question

小明所設(shè)計(jì)的“估測(cè)大氣壓的值”的實(shí)驗(yàn)方案如下：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用一個(gè)橡皮帽封住注射器的小孔；
②如圖所示，用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與固定在墻上的彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢地拉動(dòng)注射器筒．當(dāng)注射器中的活塞剛開始移動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F；
③觀察并記錄注射器筒上所標(biāo)明的容積V，用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度長度L．
（1）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)方案，用測(cè)得和記錄的物理量計(jì)算大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式p=

FL

V

．
（2）按照上述實(shí)驗(yàn)方案，若測(cè)得的大氣壓強(qiáng)的值比實(shí)際值偏小，你認(rèn)為可能的原因是

注射器內(nèi)還有少量的空氣

．
（3）按照上述實(shí)驗(yàn)方案，若測(cè)得的大氣壓強(qiáng)的值比實(shí)際值偏大，你認(rèn)為可能的原因是

注射器內(nèi)外筒壁存在摩擦

．

Answer 1

分析：（1）先求出大氣的壓力，再求注射器的橫截面積，最后由壓強(qiáng)公式P=

F

S

，求大氣壓．
（2）如果注射器內(nèi)存在一定量的氣體，氣體對(duì)注射器活塞有壓力，使彈簧對(duì)活塞的拉力小于大氣壓力，從而使測(cè)量值偏小．
（3）如果活塞與注射器內(nèi)壁間存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡時(shí)，拉力F大于大氣對(duì)活塞的壓力，從而使測(cè)量值偏大．

解答：解：（1）以注射器活塞為研究對(duì)象，它在水平方向上受水平的拉力F，大氣對(duì)注射器活塞的壓力F_N，而平衡，所以F_N=F，活塞的橫截面積S=

V

L

，則大氣壓強(qiáng)P=

FN

S

=

F

V L

=

FL

V

．
（2）大氣壓的測(cè)量值偏小，是因?yàn)樽⑸淦鲀?nèi)有空氣，它對(duì)活塞有壓力，使彈簧秤對(duì)活塞的拉力F小于大氣對(duì)活塞的壓力F_N，F(xiàn)＜F_N，因?yàn)镻_實(shí)=

FN

S

，P_測(cè)=

F

S

，所以P_測(cè)＜P_實(shí)，測(cè)量值偏�。�
（3）測(cè)量值偏大的原因是：注射器內(nèi)外筒壁存在摩擦，使力F大于大氣的壓力F_N，從而使測(cè)量值偏大．
故答案為：（1）

FL

V

 （2）注射器內(nèi)還有少量的空氣．（3）注射器內(nèi)外筒壁存在摩擦．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，要求學(xué)生有較強(qiáng)的能力，是一道難題，學(xué)生應(yīng)認(rèn)真分析解答．