Question

6．估測(cè)大氣壓值的裝置如圖所示，器材有注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺等．

（1）觀察注射器，讀出注射器的容積V=20mL．
（2）用刻度尺測(cè)出注射器全部刻度的長(zhǎng)度，記為 L=10cm．
（3）把注射器的活塞推至注射器筒的底部，目的是排盡注射器中空氣，然后封住注射器的小孔．
（4）水平向右緩慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F=22N，即等于大氣對(duì)活塞的壓力．
（5）則大氣壓的值p=$\frac{FL}{V}$（寫(xiě)出表達(dá)式），帶入數(shù)據(jù)求得結(jié)果為1.1×10⁵Pa．
（6）根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行誤差分析，可能是② ①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體；②活塞與注射器筒壁間有摩擦；③彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒(méi)有讀準(zhǔn)，讀數(shù)偏�。�

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．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)出注射器的有效長(zhǎng)度，利用讀出的體積V求出活塞橫截面積S和拉動(dòng)時(shí)的拉力F，就可求出大氣壓強(qiáng)的值．
（2）實(shí)驗(yàn)中要排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在拉動(dòng)活塞時(shí)，注射器內(nèi)部會(huì)接近于真空，這樣才能測(cè)出大氣的壓力．
（3）注射器內(nèi)的空氣沒(méi)有排盡和拉動(dòng)活塞時(shí)活塞和筒壁間有摩擦都會(huì)影響拉力的大小，并結(jié)合壓強(qiáng)的計(jì)算公式分析出測(cè)量值與真實(shí)值之間的差異．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)前首先要觀察注射器，注射器筒所標(biāo)的容積，記為V．
（2）刻度尺的作用是量出注射器筒所有刻度的長(zhǎng)度，記為L(zhǎng)．
（3）把注射器的活塞推至注射器的底部，并封住注射器的小孔，此操作的目的是排盡空氣，保證裝置的氣密性．
（4）水平向右緩慢拉動(dòng)注射器，活塞受到的作用力為彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和大氣對(duì)活塞的壓力，當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F即為大氣對(duì)活塞的壓力F．
（5）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=$\frac{V}{L}$，
估測(cè)的大氣壓的表達(dá)式為：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$=$\frac{22N×0.1m}{2×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=1.1×10⁵Pa．
（6）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體，則測(cè)量出來(lái)的大氣壓總是比實(shí)際值要�。�
②若注射器活塞與內(nèi)壁間摩擦太大，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F增大，由壓強(qiáng)公式可知，將導(dǎo)致測(cè)得的大氣壓強(qiáng)值偏大，
③彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒(méi)有讀準(zhǔn)，讀數(shù)偏小，由壓強(qiáng)公式可知，將導(dǎo)致測(cè)得的大氣壓強(qiáng)值偏�。�
故答案為：（2）注射器全部刻度的長(zhǎng)度；（3）排盡注射器中空氣；（5）$\frac{FL}{V}$；1.1×10⁵；（6）②．

點(diǎn)評(píng) 此題的綜合性較強(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(wèn)題的能力．