Question

如圖是小華做“估測(cè)大氣壓的值”的實(shí)驗(yàn)示意圖．
（1）請(qǐng)將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整．
A．把注射器活塞推至注射器筒的底端的目的是

排盡空氣

，然后用橡皮帽封住注射器的小孔．
B．用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒．當(dāng)注射器中的活塞

剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)

時(shí)，記下測(cè)力計(jì)度數(shù)，即等于大氣對(duì)活塞的壓力F．
C．用刻度尺測(cè)出注射器的

所有刻度的長(zhǎng)

，記為L(zhǎng)，讀出注射器的容積V，則活塞的面積 S=

V

L

．
D．最后計(jì)算出此時(shí)大氣壓的數(shù)值p=

FL

V

 （寫出表達(dá)式）．
（2）實(shí)驗(yàn)中，小華正確使用了測(cè)量?jī)x器，且讀數(shù)正確，但她發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果總是偏小，其主要原因是

空氣無(wú)法排盡

．
（3）實(shí)驗(yàn)中，考慮到摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，小華改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)，先不用橡皮帽封住注射孔，拉動(dòng)活塞，讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)為1.4N，再用橡皮帽封住注射孔，拉動(dòng)時(shí)讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.4N，算出活塞面積為0.1平方厘米，則大氣壓值為

1×10⁵

Pa．

Answer 1

分析：（1）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(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)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(guò)公式S=

V

L

來(lái)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(zhǎng)度；利用壓強(qiáng)的公式，代入測(cè)量的數(shù)據(jù)可得出表達(dá)式．
（2）當(dāng)注射器漏氣時(shí)，會(huì)造成拉力F偏小，在面積S不變時(shí)，所測(cè)量的大氣壓值會(huì)偏�。�
（3）因?yàn)橄炔挥孟鹌っ狈庾∽⑸淇祝�所以注射器�?nèi)外氣體連通，壓強(qiáng)相等，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)實(shí)際是活塞與筒壁的摩擦力，再用橡皮帽封住注射孔，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)包括了活塞與筒壁的摩擦力，因此可得大氣壓力，再利用p=

F

S

求得大氣壓值．

解答：解：（1）A．將注射器的活塞推至注射器筒的底端，目的是排盡筒內(nèi)的空氣．
B、當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與大氣的壓力剛好平衡，因此需要記錄此時(shí)的示數(shù)；
C、注射器是一個(gè)圓柱體形狀，因此，應(yīng)量出其刻度部分的長(zhǎng)度，再讀出空積V，得出活塞的面積S=

V

L

，
D、將測(cè)量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得：p=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

．
（2）從表達(dá)式中可以看出，V、l的測(cè)量結(jié)果不變，由于無(wú)法排盡筒內(nèi)的空氣，所以拉力F的值偏小，則測(cè)量結(jié)果總是偏�。�
（3）先不用橡皮帽封住注射孔，拉動(dòng)活塞，讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)為1.4N，是活塞與筒壁的摩擦力F₁，
再用橡皮帽封住注射孔，拉動(dòng)時(shí)讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.4N，是活塞與筒壁的摩擦力F₁+大氣的壓力，為F₂，
所以，大氣對(duì)活塞產(chǎn)生的壓力實(shí)際為F₂-F₁，
則大氣壓值為p=

F

S

=

F2-F1

S

=

2.4N-1.4N

1×10-5m2

=1×10⁵Pa．
故答案為：排盡空氣；剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)；所有刻度的長(zhǎng)；S=

V

L

；p=

FL

V

；空氣無(wú)法排盡；1×10⁵．

點(diǎn)評(píng)：利用注射器測(cè)量大氣壓時(shí)，用到的公式是p=

F

S

，所以要分別測(cè)大氣壓力F和活塞的橫截面積S．利用二力平衡可通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出大氣壓力，利用幾何知識(shí)可得出活塞的面積S，便可求出大氣壓的值了．