Question

如圖所示是小華做“估測大氣壓的值”的實(shí)驗(yàn)示意圖．
（1）請將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整，
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排盡筒內(nèi)的空氣，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；
②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始滑動(dòng)時(shí)，記下

彈簧測力計(jì)的示數(shù)

，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=

V

l

；
④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，小華正確使用了測量儀器，且讀數(shù)正確，但他發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果總是偏小，其主要原因是

無法排盡筒內(nèi)的空氣

．

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)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，此時(shí)彈簧測力計(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；
（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)，所測量的大氣壓值會(huì)偏�。�

解答：解：（1）②當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，彈簧測力計(jì)的拉力與大氣的壓力剛好平衡，因此需要記錄此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F；
③注射器是一個(gè)圓柱體形狀，因此，應(yīng)量出全部刻度線的長度，再讀出空積V，得出活塞的面積S=

F

l

；
④將測量結(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的測量結(jié)果不變，由于無法排盡筒內(nèi)的空氣，所以拉力F的值偏小，則測量結(jié)果總是偏�。�
故答案為：
（1）②彈簧測力計(jì)的示數(shù)；③全部刻度線的長度；③

V

l

；④

Fl

V

；（2）無法排盡筒內(nèi)的空氣．

點(diǎn)評：利用注射器測量大氣壓時(shí)，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(jì)測出大氣壓力，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．