Question

12．某物理探究小組用注射器、量程足夠大的彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺取測(cè)大氣壓的值．主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
1．把注射器的活塞推至注射器筒的底端，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，繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，
3．如圖所示，當(dāng)注射器的活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F（即大氣對(duì)活塞的壓力）；讀取注射器的容積V；
4．用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度的長(zhǎng)度L．
（1）大氣壓力等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的原理是二力平衡．
（2）活塞的橫截面積S=$\frac{V}{L}$．（用題目中的字母表示）
（3）計(jì)算大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式為p=$\frac{FL}{V}$．（用題目中的字母表示）
（4）如果注射器漏氣會(huì)導(dǎo)致所測(cè)量的大氣壓值偏�。�（選填“偏小”或“偏大”）

Answer 1

分析 （1）活塞處于平衡狀態(tài)，受大氣壓力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力一對(duì)平衡力；
（2）（3）（4）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)出注射器全部帶刻度的長(zhǎng)度，求出活塞的橫截面積S和測(cè)出活塞剛被拉動(dòng)時(shí)的拉力F，
就可根據(jù)P_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強(qiáng)的值．
由以上原理可求：活塞的橫截面積、大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式以及實(shí)驗(yàn)誤差造成的原因．

解答 解：（1）注活塞處于平衡狀態(tài)，受大氣壓力和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力一對(duì)平衡力，故應(yīng)用了二力平衡的知識(shí)；
（2）根據(jù)V=SL得：
活塞的橫截面積 S=$\frac{V}{L}$． 
（3）由F=P_大氣S=可知需要記錄：注射器的全部刻度的長(zhǎng)L，以用來(lái)求活塞的橫截面積；實(shí)驗(yàn)的結(jié)果大氣壓強(qiáng)P的數(shù)值．
由二力平衡的條件可知：
F=P_大氣S=$\frac{V}{L}$P_大氣
所以，P_大氣=$\frac{FL}{V}$．
（4）注射器漏氣時(shí)，里面的氣體會(huì)產(chǎn)生向外的壓力，使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小，所以導(dǎo)致所測(cè)量的大氣壓值偏�。�
故答案為：（1）二力平衡；（2）$\frac{V}{L}$；（3）$\frac{FL}{V}$；（4）偏�。�

點(diǎn)評(píng) 本題的綜合性較強(qiáng)，既考查了二力平衡條件的應(yīng)用、計(jì)算公式p=$\frac{F}{S}$、測(cè)量結(jié)果偏差的判斷等知識(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．