Question

實(shí)驗(yàn)桌上有細(xì)線若干、大小兩種規(guī)格的鉤碼（0.5N、5N）足夠多、彈簧測(cè)力計(jì)一只（量程為5N、分度值為0.2N）、三種規(guī)格的注射器A、B、C（量程分別為20ml、10ml和5ml）．滑輪一只以及刻度尺一把．要求利用現(xiàn)有器材粗略測(cè)量大氣壓強(qiáng)．甲同學(xué)設(shè)計(jì)的方案如圖甲所示，乙同學(xué)設(shè)計(jì)的方案如圖乙所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該在注射器______的情況下，讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)或鉤碼的重力；
（2）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)增加到5N時(shí)，注射器仍沒(méi)有移動(dòng)．要仍然采用此方案完成實(shí)驗(yàn)，需作的改進(jìn)是：______；
（3）按乙方案實(shí)驗(yàn)時(shí)，鉤碼的增加應(yīng)遵循______的原則，直到活塞被勻速拉動(dòng)為止．
（4）請(qǐng)你杷乙同學(xué)設(shè)計(jì)的記錄表格補(bǔ)充完整．

鉤碼	大氣對(duì)活塞的壓力F/N	注射器的刻度部分容積V/ml		活塞的橫截面積S/cm2	大氣壓強(qiáng)的值p/Pa
4個(gè)大，1個(gè)小	20.5	10

（5）乙同學(xué)測(cè)得的大氣壓值比真實(shí)值稍大還是稍��？為什么？

Answer 1

【答案】分析：（1）實(shí)驗(yàn)中用彈簧測(cè)力計(jì)的拉力來(lái)表示大氣壓力的大小，因此只有活塞剛好被拉動(dòng)時(shí)，二者的大小才相等；
（2）量程越小的注射器其橫截面積越小，承受的大氣壓力也會(huì)越��；
（3）鉤碼的添加應(yīng)先大后小，這樣才能測(cè)量準(zhǔn)確；
（4）活塞的截面積要用體積除以長(zhǎng)度，因此還應(yīng)測(cè)出刻度部分的長(zhǎng)度，讀數(shù)時(shí)從乙圖中讀取，再根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算面積和壓強(qiáng)的大��；
（5）知道標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，將結(jié)果與之比較，再分析可能的原因．
解答：解：（1）拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，活塞剛好被拉動(dòng)時(shí)，其拉力才與大氣壓力相等；
（2）根據(jù)公式F=pS，在壓強(qiáng)一定時(shí)，面積越小，壓力越小，因此，彈簧測(cè)力計(jì)的量程太小時(shí)，可換用小的注射器來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（3）鉤碼的添加必須遵循先大后小的原則，這樣才能測(cè)出更準(zhǔn)確的力的大��；
（4）需要記錄的量還有注射器刻度的長(zhǎng)度，根據(jù)公式S=來(lái)求面積，根據(jù)p=來(lái)求壓強(qiáng)；
（5）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1.01×10⁵Pa，因此，測(cè)量值偏大，可能的原因是拉動(dòng)注射器時(shí)的摩擦力過(guò)大，使所測(cè)F增大．
故答案為：（1）活塞剛好被拉動(dòng)；（2）換量程較小的注射器；（3）先大后小；
（4）見表格；

鉤碼	大氣對(duì)活塞的壓力 F/N	注射器的刻度部分容積 V/ml	注射器刻度部分的長(zhǎng)度 L/cm	活塞的橫截面積 S/cm2	大氣壓強(qiáng)的值 p/Pa
4個(gè)大， 1個(gè)小	20.5	10	5.0	2.0	1.025×105

（5）稍大．因?yàn)槔瓌?dòng)注射器時(shí)的摩擦力較大．
點(diǎn)評(píng)：利用注射器與彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)大氣壓強(qiáng)，是常用的粗略測(cè)量大氣壓的方法之一，依據(jù)的原理依然是p=，這里的F是指大氣對(duì)活塞的壓力，S是活塞的橫截面積，了解了這一原理，就可以對(duì)實(shí)驗(yàn)中的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)和操作了．