Question

某物理探究小組用注射器，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：
A．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．
B．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，當(dāng)注射器的活塞剛開始滑動(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）；
C．讀取注射器的容積V；
D．刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度的長(zhǎng)度 L．
（l）用橡皮帽封住注射器的小孔的目的是

防止空氣進(jìn)入針筒內(nèi)

．
（2）活塞的橫截面積S=

V

L

．
（3）請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟將記錄表格的第一行欄目補(bǔ)充完整．（不要求填入實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)）．

大氣對(duì)活塞的壓力F/N	注射器的容積V/m3		活塞的橫截面積S/m2

（4）計(jì)算大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式為P=

FL

V

．（用測(cè)量值表示）
（5）實(shí)驗(yàn)中，探究小組正確使用了測(cè)量?jī)x器，且讀數(shù)正確，但探究小組發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果總是偏小，其主要原因是

空氣排不凈

．

Answer 1

分析：（1）注射器內(nèi)的空氣排不凈時(shí)，里面的氣體會(huì)產(chǎn)生向外的壓力，而使所測(cè)大氣壓強(qiáng)的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)比實(shí)際數(shù)值偏小；
（2）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(shí)，由于外界大氣壓的作用，要拉動(dòng)活塞需要很大的力，這個(gè)力的大小為F=P_大氣S，故測(cè)出注射器全部帶刻度的長(zhǎng)度，求出活塞的橫截面積S和測(cè)出活塞剛被拉動(dòng)時(shí)的拉力F，
就可根據(jù)P_大氣=FS求出大氣壓強(qiáng)的值．
由以上原理可求：活塞的橫截面積、需要紀(jì)錄的數(shù)據(jù)、大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式以及實(shí)驗(yàn)誤差造成的原因

解答：解：（1）注射器的活塞推至注射器筒的底端，會(huì)把注射器的空氣排掉，減少注射器內(nèi)空氣對(duì)活塞的作用，從而減小誤差．
（2）根據(jù)V=SL得：
活塞的橫截面積 S=

V

L

． 
（3）由F=P_大氣S=可知需要記錄：注射器的全部刻度的長(zhǎng)L，以用來求活塞的橫截面積；實(shí)驗(yàn)的結(jié)果大氣壓強(qiáng)P的數(shù)值．
（4）由二力平衡的條件可知：
F=P_大氣S=

V

L

P_大氣
所以，P_大氣=

FL

V

．
（5）注射器內(nèi)的空氣排不凈時(shí)，里面的氣體會(huì)產(chǎn)生向外的壓力，使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小，所以導(dǎo)致所測(cè)量的大氣壓值偏小．
故答案為：
（l）防止空氣進(jìn)入針筒內(nèi)；（2）

V

L

；（3）全部刻度長(zhǎng)度/m；大氣壓/Pa；（4）

FL

V

；（5）空氣排不凈．

點(diǎn)評(píng)：本題的綜合性較強(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(shí)點(diǎn)，又考查了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力．