Question

16．如圖所示是小華做“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：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排盡筒內的空氣，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；
②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滑動時，記下彈簧測力計的示數，即等于大氣對活塞的壓力F；
③用刻度尺測出注射器的全部刻度線的長度，記為l，讀出注射器的容積V，則活塞的面積S=$\frac{V}{L}$；
④最后計算出此時大氣壓的數值p=$\frac{FL}{V}$（寫出表達式）．
（2）實驗過程中小華正確使用了測量儀器且讀數正確，但他發(fā)現測量結果總是偏小，其主要原因是筒內的空氣不能排除干凈．

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=$\frac{V}{L}$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，代入測量的數據可得出表達式；
（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�。�

解答 解：（1）③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=$\frac{V}{L}$；
④將測量結果代入壓強公式得：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．
（2）實驗測出的大氣壓值比大氣壓強的實際值偏小，產生原因如：注射器內的空氣無法排盡、活塞與注射器壁間存在摩擦．
故答案為：（1）③$\frac{V}{L}$；④$\frac{FL}{V}$；（2）筒內的空氣不能排除干凈．

點評 利用注射器測量大氣壓時，用到的公式是p=$\frac{F}{S}$，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．