4.小虎同學(xué)利用注射器(容積為V)、彈簧測力計和刻度尺估測大氣壓的值.
(1)實驗時,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔這樣做的目的是排盡筒內(nèi)的空氣,密封注射器.
(2)如圖所示,水平向右慢慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器的活塞開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)F,用刻度尺測出注射器的全部刻度的長L,則大氣壓的值可表示為p=$\frac{FL}{V}$.
(3)若實驗中測得的大氣壓值都偏小,這是因為注射器內(nèi)空氣沒有排干凈或橡皮帽漏氣.
(4)實驗室有甲乙丙三個注射器,活塞的橫截面積分別為0.8cm2、1.2cm2和2cm2,若彈簧測力計量程為10N,實驗時應(yīng)選用甲(選填“甲”、“乙”、“丙”)注射器合適.

分析 (1)實驗中要排出注射器內(nèi)的空氣,這樣在拉動活塞時,注射器內(nèi)部會接近于真空,這樣才能測出大氣的壓力;
(2)明確實驗的原理,才能完成實驗步驟的補充.當(dāng)注射器中的活塞開始滑動時,此時彈簧測力計的示數(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(qiáng)的公式,代入測量的數(shù)據(jù)可得出表達(dá)式;
(3)如果注射器內(nèi)的氣體沒有排干凈或橡皮帽漏氣,會使得測量值變小;
(4)根據(jù)拉動甲、乙兩個注射器的活塞的橫截面積,分別計算出標(biāo)準(zhǔn)大氣壓所需要的拉力即可選擇.

解答 解:(1)實驗時,把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣,使注射器密封.
(2)當(dāng)注射器中的活塞開始滑動時,彈簧測力計的拉力與大氣的壓力剛好平衡,因此需要記錄此時的示數(shù);
注射器是一個圓柱體形狀,因此,應(yīng)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(qiáng)公式得:P=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$.
(3)若實驗中測得的大氣壓值都偏小,原因可能是注射器內(nèi)空氣沒有排干凈或橡皮帽漏氣.
(4)因甲、乙、丙三個注射器,活塞的橫截面積分別為0.8cm2、1.2cm2、2cm2
①當(dāng)大氣壓約為105Pa,當(dāng)面積為0.8cm2,即0.00008m2時,由P=$\frac{F}{S}$,可得F=PS=105Pa×0.00008m2=8N;
②當(dāng)大氣壓約為105Pa,當(dāng)面積為1.2cm2,即0.00012m2時,由P=$\frac{F}{S}$,可得F=PS=105Pa×0.00012m2=12N,
③當(dāng)大氣壓約為105Pa,當(dāng)面積為2cm2,即0.0002m2時,由P=$\frac{F}{S}$,可得F=PS=105Pa×0.0002m2=20N,
因為已知彈簧測力計量程為10N,乙丙超過了測力計的量程,
所以實驗時應(yīng)選用甲注射器.
故答案為:(1)排盡筒內(nèi)的空氣,密封注射器;
(2)$\frac{FL}{V}$.
(3)注射器內(nèi)空氣沒有排干凈或橡皮帽漏氣;
(4)甲.

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.

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