Question

實驗桌上有細線若干、大小兩種規格的鉤碼（0.5N、5N）足夠多、彈簧測力計一只（量程為5N、分度值為0.2N）、三種規格的注射器A、B、C（量程分別為20ml、10ml和5ml）．滑輪一只以及刻度尺一把．要求利用現有器材粗略測量大氣壓強．甲同學設計的方案如圖甲所示，乙同學設計的方案如圖乙所示，請回答下列問題：

（1）實驗中，應該在注射器______的情況下，讀取彈簧測力計的示數或鉤碼的重力；
（2）甲同學在實驗時發現，彈簧測力計讀數增加到5N時，注射器仍沒有移動．要仍然采用此方案完成實驗，需作的改進是：______；
（3）按乙方案實驗時，鉤碼的增加應遵循______的原則，直到活塞被勻速拉動為止．
（4）請你杷乙同學設計的記錄表格補充完整．

鉤碼	大氣對活塞的壓力F/N	注射器的刻度部分容積V/ml		活塞的橫截面積S/cm2	大氣壓強的值p/Pa
4個大，1個小	20.5	10

（5）乙同學測得的大氣壓值比真實值稍大還是稍小？為什么？

Answer 1

解：（1）拉動彈簧測力計，活塞剛好被拉動時，其拉力才與大氣壓力相等；
（2）根據公式F=pS，在壓強一定時，面積越小，壓力越小，因此，彈簧測力計的量程太小時，可換用小的注射器來進行實驗；
（3）鉤碼的添加必須遵循先大后小的原則，這樣才能測出更準確的力的大小；
（4）需要記錄的量還有注射器刻度的長度，根據公式S=來求面積，根據p=來求壓強；
（5）1標準大氣壓為1.01×10⁵Pa，因此，測量值偏大，可能的原因是拉動注射器時的摩擦力過大，使所測F增大．
故答案為：（1）活塞剛好被拉動；（2）換量程較小的注射器；（3）先大后小；
（4）見表格；

鉤碼	大氣對活塞的壓力 F/N	注射器的刻度部分容積 V/ml	注射器刻度部分的長度 L/cm	活塞的橫截面積 S/cm2	大氣壓強的值 p/Pa
4個大， 1個小	20.5	10	5.0	2.0	1.025×105

（5）稍大．因為拉動注射器時的摩擦力較大．
分析：（1）實驗中用彈簧測力計的拉力來表示大氣壓力的大小，因此只有活塞剛好被拉動時，二者的大小才相等；
（2）量程越小的注射器其橫截面積越小，承受的大氣壓力也會越小；
（3）鉤碼的添加應先大后小，這樣才能測量準確；
（4）活塞的截面積要用體積除以長度，因此還應測出刻度部分的長度，讀數時從乙圖中讀取，再根據數據計算面積和壓強的大小；
（5）知道標準大氣壓，將結果與之比較，再分析可能的原因．
點評：利用注射器與彈簧測力計來測大氣壓強，是常用的粗略測量大氣壓的方法之一，依據的原理依然是p=，這里的F是指大氣對活塞的壓力，S是活塞的橫截面積，了解了這一原理，就可以對實驗中的一些細節進行設計和操作了．