Question

17．如圖是小明利用注射器估測(cè)大氣壓的實(shí)驗(yàn)裝置圖．
（1）該實(shí)驗(yàn)中以針筒（填“針筒”、“活塞”或“彈簧測(cè)力計(jì)”）為研究對(duì)象，利用二力平衡的知識(shí)來(lái)測(cè)出大氣對(duì)活塞的壓力．實(shí)驗(yàn)時(shí)小明讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器筒保持在水平方向，目的是為了減小重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度．
（2）某同學(xué)讀出所用注射器的容積V，再用刻度尺測(cè)出注射器全部刻度（填“針筒”、“活塞”或“全部刻度”）的長(zhǎng)度L．實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)出注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)讀數(shù)為F．則此時(shí)大氣壓值p=$\frac{FL}{V}$．
（3）小明發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們?cè)谧龃藢?shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得的大氣壓值誤差較大，對(duì)此小明與同學(xué)找出了下列可能的原因：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)；④活塞與注射器筒壁不完全密封．
上述原因一定會(huì)使測(cè)量值小于真實(shí)值的是①④（填序號(hào)）

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)，二力平衡可通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出大氣壓力，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)與所受的大氣壓力相等；地球表面上的一切物體都要受到重力，所以乙圖中注射器的活塞也要受到重力；
（2）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；
（3）注射器筒內(nèi)有空氣或沒(méi)有讀準(zhǔn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值大于真實(shí)值．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)中以針筒為研究對(duì)象，當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，利用二力平衡原理來(lái)測(cè)出大氣對(duì)活塞的壓力；在豎直方向拉活塞時(shí)，由于活塞受到自身的重力，會(huì)增大彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，所以讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器筒保持在水平方向，目的是為了減小重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度．
（2）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=$\frac{V}{L}$，將測(cè)量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$，
（3）①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體；④活塞與注射器筒壁不完全密封，注射器筒內(nèi)有空氣都會(huì)使拉力變小，在面積不變的情況下，測(cè)得的大氣壓會(huì)偏��；
②活塞與注射器筒壁間有摩擦，會(huì)使拉力變大，在面積不變的情況下，測(cè)得的大氣壓會(huì)偏大；
③沒(méi)有讀準(zhǔn)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值小于真實(shí)值，也可能會(huì)大于真實(shí)值．故選①④．
故答案為：（1）針筒；二力平衡；重力；（2）$\frac{FL}{V}$；（3）①④．

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．對(duì)測(cè)量結(jié)果的評(píng)估則主要看是否對(duì)幾個(gè)測(cè)量值造成了影響，造成了怎樣的影響，最后確定是偏大或偏�。�