Question

3．某科學(xué)實驗小組利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材測量大氣壓強的值，實驗步驟如下：

（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，這樣做的目的是排盡注射器內(nèi)的空氣．
（2）如圖1，用細(xì)尼龍繩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30N．
（3）如圖2，用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為6.00cm，計算出活塞的橫截面積3.33cm²．
（4）計算得到大氣壓強的數(shù)值為9×10⁴Pa．
（5）同學(xué)們發(fā)現(xiàn)實驗誤差較大，請分析，該實驗過程中導(dǎo)致誤差的原因（請寫出兩條即可）
①空氣沒有排盡；②橡皮帽密封不好．

Answer 1

分析 （1）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，
（3）根據(jù)20cm³的刻度長度由刻度尺讀出，根據(jù)S=$\frac{V}{L}$計算出活塞的橫截面積；
（4）測出活塞橫截面積S和拉動時的拉力F，根據(jù)P_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強的值．

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．
（3）從圖中可以看出，注射器可容納的藥水容積為20ml=20cm³，這20cm³的刻度長度由刻度尺可看出全部刻度的長度L=6.00cm，
用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為L，則活塞的橫截面積為S=$\frac{V}{L}$=$\frac{20c{m}^{3}}{6.00cm}$=$\frac{10}{3}$cm²≈3.33cm²．
（4）可大氣壓強的值：p_大氣=$\frac{F}{S}$=$\frac{30N}{\frac{10}{3}×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=9×10⁴Pa．
（5）從實驗結(jié)果看，測量結(jié)果小于一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，造成誤差的主要原因是由于注射器內(nèi)的空氣沒有排盡、或橡皮帽密封不好、拉力和長度讀數(shù)不準(zhǔn)確等；拉動活塞時活塞和筒壁間有摩擦這會造成最終測量的結(jié)果偏大．
故答案為：（1）排盡注射器內(nèi)的空氣；（3）6.00；3.33；（4）9×10⁴；（5）①空氣沒有排盡；②橡皮帽密封不好．

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．