Question

17．如圖是小明利用注射器估測大氣壓的實驗裝置圖．
（1）該實驗中以針筒（填“針筒”、“活塞”或“彈簧測力計”）為研究對象，利用二力平衡的知識來測出大氣對活塞的壓力．實驗時小明讓彈簧測力計和注射器筒保持在水平方向，目的是為了減小重力對實驗的影響，從而提高實驗的準確程度．
（2）某同學讀出所用注射器的容積V，再用刻度尺測出注射器全部刻度（填“針筒”、“活塞”或“全部刻度”）的長度L．實驗時測出注射器中的活塞開始滑動時測力計讀數(shù)為F．則此時大氣壓值p=$\frac{FL}{V}$．
（3）小明發(fā)現(xiàn)，同學們在做此實驗時測得的大氣壓值誤差較大，對此小明與同學找出了下列可能的原因：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彈簧測力計的示數(shù)沒有讀準；④活塞與注射器筒壁不完全密封．
上述原因一定會使測量值小于真實值的是①④（填序號）

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，二力平衡可通過彈簧測力計測出大氣壓力，此時彈簧測力計的示數(shù)與所受的大氣壓力相等；地球表面上的一切物體都要受到重力，所以乙圖中注射器的活塞也要受到重力；
（2）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；
（3）注射器筒內(nèi)有空氣或沒有讀準彈簧測力計的示數(shù)都會導致測量值大于真實值．

解答 解：（1）該實驗中以針筒為研究對象，當注射器中的活塞開始滑動時，利用二力平衡原理來測出大氣對活塞的壓力；在豎直方向拉活塞時，由于活塞受到自身的重力，會增大彈簧測力計的示數(shù)，所以讓彈簧測力計和注射器筒保持在水平方向，目的是為了減小重力對實驗的影響，從而提高實驗的準確程度．
（2）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=$\frac{V}{L}$，將測量結(jié)果代入壓強公式得：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$，
（3）①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體；④活塞與注射器筒壁不完全密封，注射器筒內(nèi)有空氣都會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏小；
②活塞與注射器筒壁間有摩擦，會使拉力變大，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏大；
③沒有讀準彈簧測力計的示數(shù)可能會導致測量值小于真實值，也可能會大于真實值．故選①④．
故答案為：（1）針筒；二力平衡；重力；（2）$\frac{FL}{V}$；（3）①④．

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．對測量結(jié)果的評估則主要看是否對幾個測量值造成了影響，造成了怎樣的影響，最后確定是偏大或偏小．