Question

14．如圖所示，用2mL的注射器、彈簧測力計和刻度尺等器材進行估測大氣壓的值．
（1）用刻度尺測出注射器全部刻尺的長度L，用注射器的容積V除以長度L，可得活塞的橫截面積S=$\frac{V}{L}$．
（2）將注射器的活塞推至注射器的底端，排盡筒內的空氣，用橡皮帽封住注射器的小孔．空氣排不盡會導致測量值偏小 （選填“偏小”或“偏大”）．
（3）用細繩拴住注射器活塞的頸部，繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，水平向右慢慢拉動注射筒．注射筒中的活塞開始滑動 時，記錄彈簧測力計的示數(shù)F；此值近似等于大氣 對活塞的壓力．
（4）由壓強公式p=$\frac{F}{S}$，得大氣壓的估算表達式p=$\frac{FL}{V}$．

Answer 1

分析 （1）明確實驗的原理，才能完成實驗步驟的補充．當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=$\frac{V}{L}$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；利用壓強的公式，代入測量的數(shù)據(jù)可得出表達式；
（2）當注射器漏氣時，會造成拉力F偏小，在面積S不變時，所測量的大氣壓值會偏小．

解答 解：（1）注射器是一個圓柱體形狀，因此，應量出其刻度部分的長度，再讀出空積V，得出活塞的面積S=$\frac{V}{L}$；
（2）當注射器漏氣時，拉力F的值會減小，在面積S不變時，由p=$\frac{F}{S}$可得，所測大氣壓值會偏小．
（3）當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)；
（4）由壓強公式p=$\frac{F}{S}$，得大氣壓的估算表達式p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．
故答案為：（1）$\frac{V}{L}$；（2）偏��；（3）滑動；大氣；（4）$\frac{F}{S}$；$\frac{FL}{V}$．

點評 利用注射器測量大氣壓時，用到的公式是p=$\frac{F}{S}$，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．