Question

7．小明所設(shè)計的“估測大氣壓的值”的實驗方案如下：
（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用一個橡皮帽封住注射器的小孔，這樣做的目的是排除注射器內(nèi)的空氣．
（2）如圖所示，用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與固定在墻上的彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器簡．當注射器活塞剛被拉動時，記下彈簧測力計的示數(shù)F=46N；．
（3）觀察并記錄注射器筒上所標明的容積V=20cm³，用刻度尺測出注射器的全部刻度長度L=4cm，則注射器活塞的橫截面積為5cm²；
（4）計算得到大氣壓強的數(shù)值為9.2×10⁴Pa；
（5）按照上述實驗方案測得的大氣壓強的值，往往會比大氣壓強的實際值偏小．你認為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是注射器內(nèi)的空氣沒有排凈等．

Answer 1

分析 本實驗的原理是：先排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在往外拉活塞時，由于外界大氣壓的作用，要拉動活塞需要很大的力，這個力的大小為F=pS，故測出注射器全部帶刻度的長度，求出活塞的橫截面積S和測出活塞剛被拉動時的拉力F，就可根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強的值．

解答 解：（1）將活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，這樣做的目的是為了排盡注射器內(nèi)的空氣．
（2）活塞剛被拉動時，由二力平衡的條件可知：此時大氣壓強產(chǎn)生的壓力和彈簧測力計的示數(shù)相等，此時大氣對活塞的壓力為46N．
（3）注射器的體積為V=20cm³，活塞的橫截面積S=$\frac{V}{L}$=$\frac{20c{m}^{3}}{4cm}$=5cm²=5×10^-4m²；
（4）活塞剛被拉動時，大氣壓強的數(shù)值p=$\frac{F}{S}$=$\frac{46N}{5×1{0}^{-4}c{m}^{2}}$=9.2×10⁴Pa；
（5）實驗測出的大氣壓值比大氣壓強的實際值偏小，產(chǎn)生原因可能是注射器內(nèi)的空氣沒有排盡．
故答案為：（1）排除注射器內(nèi)的空氣；（3）5；（4）9.2×10⁴；（5）注射器內(nèi)的空氣沒有排凈等．

點評 本題的綜合性較強，既考查了二力平衡條件的應(yīng)用、大氣壓強的特點、固體壓強的計算公式p=Fs等知識點，又考查了學生應(yīng)用所學知識分析和解決實際問題的能力．