Question

【題目】小明利用如圖所示的裝置測量本地大氣壓的大小，其中彈簧測力計(jì)和2mL注射器的自重可忽略不計(jì)，活塞與針筒之間氣密性很好，但摩擦較大，他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

（1）拔去橡皮帽，將活塞推至底端，當(dāng)繩端鉤碼加至2N時(shí)，針筒恰由靜止開始向右移動(dòng)，此時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)為1.5N，則活塞與針筒間的摩擦力為_____________N，若繩端鉤碼增加為3N，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)將_____________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（2）為減小活塞與針筒之間的摩擦，小明找來潤滑油涂在活塞與針筒壁上，再次測量后發(fā)現(xiàn)摩擦減到很小，于是他重新將活塞推至底端，用橡皮帽密封小孔。當(dāng)彈簧測力計(jì)示數(shù)為5.1N時(shí)，針筒開始向右移動(dòng)，又測得針筒全部刻度的總長度為4cm，則本地大氣壓強(qiáng)的測量值為_____________Pa。小明發(fā)現(xiàn)將活塞推至底端時(shí)，注射器前端小孔內(nèi)的氣體無法排盡，這將使得大氣壓的測量值_____________（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】1.5 不變 偏小

【解析】

(1)[1]該實(shí)驗(yàn)中以針筒為研究對(duì)象，當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，利用二力平衡原理來測出大氣對(duì)活塞的壓力，所以拔去橡皮帽，將活塞推至底端，當(dāng)繩端鉤碼加至2N時(shí)，針筒恰好由靜止開始向右移動(dòng)，此時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)為1.5N，則活塞與針筒間的摩擦力為1.5N；

[2]若繩端鉤碼增加為3N，由于接觸面的粗糙程度沒變、壓力大小沒變，所以摩擦力大小不變，故彈簧測力計(jì)的示數(shù)將不變；

(2)[3]活塞的面積是：

將活塞面積代入壓強(qiáng)公式得：

所以本地大氣壓強(qiáng)的測量值為；

[4]當(dāng)注射器氣體無法排盡時(shí)，拉力F的值會(huì)減小，所以所測大氣壓值會(huì)偏小。