Question

14．實(shí)驗(yàn)桌上有彈簧測力計(jì)一只（量程為5N、分度值為0.2N）、三種規(guī)格的注射器A、B、C（量程分別為20ml、10ml和2ml）、刻度尺一把．要求利用現(xiàn)有器材粗略測量大氣壓強(qiáng)．某同學(xué)選定器材并設(shè)計(jì)方案如圖所示．

請回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該在注射器活塞活塞剛開始滑動時，讀取彈簧測力計(jì)的示數(shù)；
（2）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)，彈簧測力計(jì)被拉到5N時，活塞仍沒有移動．欲仍然采用此方案完成實(shí)驗(yàn)，需作的改進(jìn)是：換用2mL的小注射器；
（3）該同學(xué)正確操作，發(fā)現(xiàn)測出的結(jié)果誤差較大，請你指出其中的一個原因活塞與筒壁間有摩擦．

Answer 1

分析 （1）注射器內(nèi)的空氣我們要事先排凈，拉動活塞滑動時的拉力就約等于大氣對活塞的壓力；
（2）壓力的大小跟活塞的作用面積有關(guān)，在大氣壓強(qiáng)一定時，面積越小，壓力會越小，所以應(yīng)選擇較小的注射器；
（3）實(shí)驗(yàn)中，空氣沒有排凈、活塞與注射器筒的摩擦、讀數(shù)時機(jī)的選擇等都會影響到測量的結(jié)果．

解答 解：（1）當(dāng)活塞剛開始滑動時，說明拉力正好克服了大氣的壓力，是一對平衡力，此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)就等于大氣產(chǎn)生的壓力；
（2）因?yàn)榇髿獾膲簭?qiáng)是一定的，根據(jù)公式F=pS，受力面積越小，壓力也會越小，所以當(dāng)彈簧測力計(jì)量程不夠時，可換用量程更小的2ml的注射器；
（5）注射器活塞與筒壁間有摩擦，測得的讀數(shù)偏大，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$計(jì)算的結(jié)果會偏大．
故答案為：（1）活塞剛開始滑動；（2）換用2mL的小注射器；（3）活塞與筒壁間有摩擦．

點(diǎn)評 此類實(shí)驗(yàn)依據(jù)p=$\frac{F}{S}$進(jìn)行設(shè)計(jì)，知道彈簧測力計(jì)測出的拉力正好是大氣對活塞的壓力，活塞的橫截面積就是力的作用面積，這樣就可以求出大氣壓強(qiáng)了．但受客觀條件的影響，此實(shí)驗(yàn)卻難保測量的準(zhǔn)確性．