Question

2．小虎同學(xué)利用注射器（容積為V）、彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺估測(cè)大氣壓的值．
（1）如圖所示，水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度的長(zhǎng)L，則大氣壓的值表達(dá)式為p=$\frac{FL}{V}$．
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注射器筒內(nèi)漏進(jìn)了少量空氣，則測(cè)得的大氣壓值偏�。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
（3）為了消除由于注射器活塞與筒壁間摩擦帶來(lái)的影響，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)測(cè)出摩擦力：
將活塞推至注射器頂端時(shí)，拔掉橡皮帽，勻速拉動(dòng)活塞，則測(cè)力計(jì)示數(shù)即為摩擦力大小．

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）如果注射器內(nèi)的氣體沒(méi)有排干凈或橡皮帽漏氣，會(huì)使得測(cè)量值變�。�
（3）因?yàn)榛钊�與注射器筒內(nèi)壁存在摩擦，則根據(jù)活塞勻速拉動(dòng)時(shí)受力平衡分析判斷測(cè)量摩擦力的方法；

解答 解：
（1）當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與大氣的壓力剛好平衡，因此需要記錄此時(shí)的示數(shù)F；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，再讀出有刻度部分的容積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：$P=\frac{F}{S}=\frac{F}{\frac{V}{L}}=\frac{FL}{V}$；
（2）注射器內(nèi)空氣沒(méi)有排干凈或橡皮帽漏氣，則測(cè)得的大氣壓值都偏��；
（3）將密封的注射器筒的橡皮帽去掉，然后根據(jù)針筒活塞勻速拉動(dòng)，此時(shí)活塞受力平衡，則測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于摩擦力大�。�
故答案為：（1）$\frac{FL}{V}$；  （2）偏�。唬�3）將活塞推至注射器頂端時(shí)，拔掉橡皮帽，勻速拉動(dòng)活塞，則測(cè)力計(jì)示數(shù)即為摩擦力大小  （合理即可）．

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；先弄清測(cè)量大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)原理，然后才能根據(jù)現(xiàn)象分析出實(shí)驗(yàn)可能引起的結(jié)果；利用二力平衡條件考慮測(cè)量摩擦力的方法．