Question

16．如圖所示是小華做“估測(cè)大氣壓的值”的實(shí)驗(yàn)示意圖．
（1）請(qǐng)將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排盡筒內(nèi)的空氣，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；
②用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即等于大氣對(duì)活塞的壓力F；
③用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度線的長(zhǎng)度，記為l，讀出注射器的容積V，則活塞的面積S=$\frac{V}{L}$；
④最后計(jì)算出此時(shí)大氣壓的數(shù)值p=$\frac{FL}{V}$（寫(xiě)出表達(dá)式）．
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小華正確使用了測(cè)量?jī)x器且讀數(shù)正確，但他發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果總是偏小，其主要原因是筒內(nèi)的空氣不能排除干凈．

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．當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)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(guò)公式S=$\frac{V}{L}$來(lái)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(zhǎng)度；利用壓強(qiáng)的公式，代入測(cè)量的數(shù)據(jù)可得出表達(dá)式；
（2）當(dāng)注射器漏氣時(shí)，會(huì)造成拉力F偏小，在面積S不變時(shí)，所測(cè)量的大氣壓值會(huì)偏�。�

解答 解：（1）③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=$\frac{V}{L}$；
④將測(cè)量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．
（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)出的大氣壓值比大氣壓強(qiáng)的實(shí)際值偏小，產(chǎn)生原因如：注射器內(nèi)的空氣無(wú)法排盡、活塞與注射器壁間存在摩擦．
故答案為：（1）③$\frac{V}{L}$；④$\frac{FL}{V}$；（2）筒內(nèi)的空氣不能排除干凈．

點(diǎn)評(píng) 利用注射器測(cè)量大氣壓時(shí)，用到的公式是p=$\frac{F}{S}$，所以要分別測(cè)大氣壓力F和活塞的橫截面積S．利用二力平衡可通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出大氣壓力，利用幾何知識(shí)可得出活塞的面積S，便可求出大氣壓的值了．