Question

實驗桌上有細線若干、彈簧測力計一只（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)有器材粗略測量大氣壓強．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，甲同學在實驗時發(fā)現(xiàn)，彈簧測力計被拉到5N時，活塞仍沒有移動．欲仍然采用此方案完成實驗，需作的改進是：

換用5ml的注射器

；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滑動時，記下

彈簧測力計的示數(shù)F

，即等于大氣對活塞的壓力F．
C．用刻度尺測出注射器的

有刻度部分的長度

，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�。�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)，在大氣壓強一定時，面積越小，壓力會越小，所以應選擇較小的注射器
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，這個力的大小為F=P_大氣S，故測出活塞橫截面積S和拉動時的拉力F，就可根據(jù)P_大氣=

F

S

求出大氣壓強的值．
（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小．

解答：解：（1）因為大氣的壓強是一定的，根據(jù)公式P=

F

S

的公式變形F=PS，受力面積越小，壓力也會越小，所以當彈簧測力計量程不夠時，可換用量程更小的5ml的注射器．
當能拉動活塞時，說明此時拉力等于大氣對活塞的壓力．故記下的彈簧測力計示數(shù)，就是大氣對活塞的壓力F．
已知注射器筒上所標明的容積V，用刻度尺測出注射器的全部刻度長度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）實驗測出的大氣壓值比大氣壓強的實際值偏小，產(chǎn)生原因如：注射器內(nèi)的空氣無法排盡、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；彈簧測力計的示數(shù)F；
C、有刻度部分的長度；

V

L

；
D、

FL

V

．
（2）筒內(nèi)的空氣不能排除干凈．

點評：本題屬實驗探究題，實驗探究題一般對學生的要求都較高，不僅要求學生熟練掌握課本上所學的相關(guān)知識，還要求學生具有一定的物理素養(yǎng)．