Question

17．小明所在的實(shí)驗(yàn)探究小組用注射器、量程足夠大的彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺去測(cè)大氣壓的值．主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，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，繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，如圖所示，當(dāng)注射器的活塞剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F（即大氣對(duì)活塞的壓力）；
③讀取注射器的容積V；
④用刻度尺測(cè)出注射器對(duì)應(yīng)容積刻度的長(zhǎng)度L．
（1）完成實(shí)驗(yàn)步驟①的目的是使注射器筒內(nèi)空氣盡量排盡．
（2）活塞的橫截面積S=$\frac{V}{L}$．
（3）計(jì)算大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式為p=$\frac{FL}{V}$．
（4）按照上述實(shí)驗(yàn)方案測(cè)得的大氣壓強(qiáng)的值，往往會(huì)比大氣壓強(qiáng)的實(shí)際值偏�。�你認(rèn)為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是：活塞氣密性不好．

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(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，此時(shí)彈簧測(cè)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(guò)公式S=$\frac{V}{L}$來(lái)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(zhǎng)度；利用壓強(qiáng)的公式，代入測(cè)量的數(shù)據(jù)可得出表達(dá)式；
（2）當(dāng)注射器筒里空氣沒(méi)有排完或注射器漏氣時(shí)，會(huì)造成拉力F偏小，在面積S不變時(shí)，所測(cè)量的大氣壓值會(huì)偏小．

解答 解：（1）當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)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)的示數(shù)；
（2）注射器是一個(gè)圓柱體形狀，因此，應(yīng)量出其刻度部分的長(zhǎng)度，再讀出空積V，得出活塞的面積S=$\frac{V}{L}$；
（3）將測(cè)量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．
（4）從表達(dá)式中可以看出，V、L的測(cè)量結(jié)果不變，當(dāng)注射器筒里空氣沒(méi)有排完，針筒內(nèi)也有氣壓時(shí)，拉力F的值會(huì)減小，所以所測(cè)大氣壓值會(huì)偏�。�
故答案為：（1）使注射器筒內(nèi)空氣盡量排盡；（2）$\frac{V}{L}$；（3）$\frac{FL}{V}$； （4）活塞氣密性不好．

點(diǎn)評(píng) 利用注射器測(cè)量大氣壓時(shí)，用到的公式是p=$\frac{F}{S}$，所以要分別測(cè)大氣壓力F和活塞的橫截面積S．利用二力平衡可通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)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．