Question

6．估測大氣壓值的裝置如圖所示，器材有注射器、彈簧測力計(jì)、刻度尺等．

（1）觀察注射器，讀出注射器的容積V=20mL．
（2）用刻度尺測出注射器全部刻度的長度，記為 L=10cm．
（3）把注射器的活塞推至注射器筒的底部，目的是排盡注射器中空氣，然后封住注射器的小孔．
（4）水平向右緩慢拉動注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞開始滑動時，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù) F=22N，即等于大氣對活塞的壓力．
（5）則大氣壓的值p=$\frac{FL}{V}$（寫出表達(dá)式），帶入數(shù)據(jù)求得結(jié)果為1.1×10⁵Pa．
（6）根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行誤差分析，可能是② ①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體；②活塞與注射器筒壁間有摩擦；③彈簧測力計(jì)的示數(shù)沒有讀準(zhǔn)，讀數(shù)偏�。�

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．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，由于外界大氣壓的作用，要拉動活塞需要很大的力，這個力的大小為F=P_大氣S，故測出注射器的有效長度，利用讀出的體積V求出活塞橫截面積S和拉動時的拉力F，就可求出大氣壓強(qiáng)的值．
（2）實(shí)驗(yàn)中要排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在拉動活塞時，注射器內(nèi)部會接近于真空，這樣才能測出大氣的壓力．
（3）注射器內(nèi)的空氣沒有排盡和拉動活塞時活塞和筒壁間有摩擦都會影響拉力的大小，并結(jié)合壓強(qiáng)的計(jì)算公式分析出測量值與真實(shí)值之間的差異．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)前首先要觀察注射器，注射器筒所標(biāo)的容積，記為V．
（2）刻度尺的作用是量出注射器筒所有刻度的長度，記為L．
（3）把注射器的活塞推至注射器的底部，并封住注射器的小孔，此操作的目的是排盡空氣，保證裝置的氣密性．
（4）水平向右緩慢拉動注射器，活塞受到的作用力為彈簧測力計(jì)的拉力和大氣對活塞的壓力，當(dāng)注射器中的活塞開始滑動時，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)F即為大氣對活塞的壓力F．
（5）注射器是一個圓柱體形狀，因此，應(yīng)量出其刻度部分的長度，再讀出空積V，
得出活塞的面積S=$\frac{V}{L}$，
估測的大氣壓的表達(dá)式為：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$=$\frac{22N×0.1m}{2×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=1.1×10⁵Pa．
（6）在實(shí)驗(yàn)過程中，如果①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體，則測量出來的大氣壓總是比實(shí)際值要�。�
②若注射器活塞與內(nèi)壁間摩擦太大，則彈簧測力計(jì)的示數(shù)F增大，由壓強(qiáng)公式可知，將導(dǎo)致測得的大氣壓強(qiáng)值偏大，
③彈簧測力計(jì)的示數(shù)沒有讀準(zhǔn)，讀數(shù)偏小，由壓強(qiáng)公式可知，將導(dǎo)致測得的大氣壓強(qiáng)值偏�。�
故答案為：（2）注射器全部刻度的長度；（3）排盡注射器中空氣；（5）$\frac{FL}{V}$；1.1×10⁵；（6）②．

點(diǎn)評 此題的綜合性較強(qiáng)，既考查了二力平衡條件的應(yīng)用、大氣壓強(qiáng)的特點(diǎn)、固體壓強(qiáng)的計(jì)算公式p=Fs等知識點(diǎn)，又考查了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題的能力．