Question

小虎同學(xué)利用注射器（容積為V）、彈簧測力計和刻度尺估測大氣壓的值．
（1）實(shí)驗(yàn)時，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔這樣做的目的是

排盡空氣，阻止空氣進(jìn)入注射器內(nèi)

．
（2）如圖所示，水平向右慢慢拉動注射器筒，當(dāng)注射器的活塞開始滑動時，記下彈簧測力計的示數(shù)F，用刻度尺測出注射器的全部刻度的長L，則大氣壓的值可表示為 p=

FL

V

．
（3）實(shí)驗(yàn)時，可先在活塞周圍涂抹潤滑油，然后將其插入針筒，這樣做有兩個好處：一是減小

減小摩擦

；二是

增大氣密性

．如果實(shí)驗(yàn)過程中注射器筒內(nèi)漏進(jìn)了少量空氣．則測得的大氣壓值

偏小

（偏大/偏小/不變）
（4）實(shí)驗(yàn)室有甲、乙兩個注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm²和2cm²，若彈簧測力計量程為10N，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)選用

甲

（選填“甲”或“乙”）注射器，理由是

選乙時，拉力超過量程

．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)中要排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在拉動活塞時，注射器內(nèi)部會接近于真空，這樣才能測出大氣的壓力；
（2）明確實(shí)驗(yàn)的原理，才能完成實(shí)驗(yàn)步驟的補(bǔ)充．當(dāng)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(qiáng)的公式，代入測量的數(shù)據(jù)可得出表達(dá)式；
（3）減小摩擦的方法：從壓力大小和接觸面的粗糙程度考慮，減小壓力，減小接觸面的粗糙程度，使接觸面脫離，用滾動代替滑動摩擦；注射器筒內(nèi)有空氣會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏��；
（4）根據(jù)拉動甲、乙兩個注射器的活塞的橫截面積，分別計算出標(biāo)準(zhǔn)大氣壓所需要的拉力即可選擇．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)時，把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣．
（2）當(dāng)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)；
注射器是一個圓柱體形狀，因此，應(yīng)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

將測量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得：p=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

．
（3）在活塞周圍涂抹潤滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個好處；一是在壓力一定時，通過減小筒壁與活塞的粗糙程度來減小摩擦的；二是密封性好．
如果筒內(nèi)空氣沒有排盡，拉力的測量值會偏小，根據(jù)公式p=

F

S

可知，導(dǎo)致測得的大氣壓值偏�。�
（4）因甲、乙兩個注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm²和2cm²，
當(dāng)大氣壓約為100000Pa，當(dāng)面積為2cm²，即0.0002m²時，
由p=

F

S

可得F=pS=100000Pa×0.0002m²=20N，
因?yàn)橐阎獜椈蓽y力計量程為10N，超過了測力計的量程，
所以實(shí)驗(yàn)時應(yīng)選用甲注射器，
理由是拉動乙注射器所需的力超過彈簧測力計的量程．
故答案為：（1）排盡空氣，阻止空氣進(jìn)入注射器內(nèi)；
（2）

FL

V

；
（3）減小摩擦；增大氣密性；偏��；
（4）甲；選乙時，拉力超過量程．

點(diǎn)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．對測量結(jié)果的評估則主要看是否對幾個測量值造成了影響，造成了怎樣的影響，最后確定是偏大或偏�。�