Question

15．小明同學(xué)利用注射器、彈簧測力計(jì)、刻度尺等器材測量大氣壓強(qiáng)的值，實(shí)驗(yàn)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筒內(nèi)的空氣．
（2）如圖所示，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(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛好被拉動(dòng)時(shí)，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)為7.5N
（3）用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為6.0cm，計(jì)算得到活塞的橫截面積為0.75cm²．
（4）計(jì)算得到大氣壓強(qiáng)的數(shù)值為1.0×10⁵Pa．
（5）小明了解到班內(nèi)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)誤差普遍很大，有的偏大，有的偏小，請分析，該實(shí)驗(yàn)過程中導(dǎo)致誤差的因素有注射器的氣密性不好、活塞與注射器壁間有摩擦．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)的原理是：先排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在往外拉活塞時(shí)，由于外界大氣壓的作用，要拉動(dòng)活塞需要很大的力，這個(gè)力的大小為F=p_大氣S，故測出注射器全部帶刻度的長度，求出活塞的橫截面積S和測出活塞剛被拉動(dòng)時(shí)的拉力F，就可根據(jù)p_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強(qiáng)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．
（2）活塞剛被拉動(dòng)時(shí)，由二力平衡的條件可知：此時(shí)大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的壓力和彈簧測力計(jì)的示數(shù)相等．
（3）由圖可知：注射器的全部刻度的長度為6.00cm；注射器的體積為V=4.5ml=4.5×10^-6m³
活塞的橫截面積為：S=$\frac{V}{L}$=$\frac{4.5×1{0}^{-6}{m}^{3}}{0.06m}$=7.5×10^-5m²=0.75cm²．
（4）活塞剛被拉動(dòng)時(shí)，
大氣壓強(qiáng)的數(shù)值為：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{7.5N}{7.5×1{0}^{-5}{m}^{2}}$=1.0×10⁵Pa．
（5）實(shí)驗(yàn)的誤差主要是由于注射器的氣密性不好和拉動(dòng)活塞時(shí)活塞和筒壁間有摩擦引起的．
故答案為：（1）排盡注射器筒內(nèi)的空氣；
（2）剛好被拉動(dòng)；
（3）全部刻度；0.75；
（4）1.0×10⁵；
（5）注射器的氣密性不好；活塞與注射器壁間有摩擦．

點(diǎn)評 作為一個(gè)不是按課本方法進(jìn)行測量大氣壓的實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是在弄清實(shí)驗(yàn)的原理，然后才能分析出實(shí)驗(yàn)需要測量的是哪些物理量，怎么才能計(jì)算出大氣壓強(qiáng)的值．