Question

7．陽陽同學(xué)利用容積為V的注射器、彈簧測力計(jì)和刻度尺估測大氣壓的值．
（1）本實(shí)驗(yàn)測量大氣壓的原理是p=$\frac{F}{S}$．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先用刻度尺測出針筒帶刻度部分的長L．
（3）接著把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔這樣做的目的是排盡筒內(nèi)空氣，密封注射器．
（4）如圖所示，水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)F₁，取下橡皮帽，把注射器的活塞推至注射器筒的底端，再次如圖所示水平向右緩慢勻速拉動(dòng)注射器筒，記下測力計(jì)示數(shù)F₂，則大氣壓的值可表示為p=$\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）L}{V}$．
（5）若實(shí)驗(yàn)中測得的大氣壓值小于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，可能的原因注射器內(nèi)空氣沒有排干凈，或橡皮帽漏氣，請你簡要提出可行的改進(jìn)辦法：先用注射器吸入少量水，然后將活塞推至注射器底部，當(dāng)注射器的小孔充滿水后，再用橡皮帽封住小孔．

Answer 1

分析 （1）測量大氣壓的原理是p=$\frac{F}{S}$；
（2）因活塞為圓柱體，所以活塞的橫截面積可以通過公式S=$\frac{V}{L}$來求出，需要用刻度尺量出其刻度部分的長度；
（3）實(shí)驗(yàn)中要排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在拉動(dòng)活塞時(shí)，注射器內(nèi)部會(huì)接近于真空，這樣才能測出大氣的壓力；
（4）因?yàn)橄炔挥孟鹌っ狈庾∽⑸淇�，所以注射器�?nèi)外氣體連通，壓強(qiáng)相等，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)實(shí)際是活塞與筒壁的摩擦力，再用橡皮帽封住注射孔，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)包括了活塞與筒壁的摩擦力，因此可得大氣壓力，再根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求得大氣壓強(qiáng)；
（5）從當(dāng)時(shí)氣壓較低，注射器內(nèi)空氣沒有排干凈，或橡皮帽漏氣等角度分析并改進(jìn)．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)測量大氣壓的原理是p=$\frac{F}{S}$；
（2）因活塞為圓柱體，知道注射器的容積，而活塞的橫截面積可以通過公式S=$\frac{V}{L}$來求出，所以需要用刻度尺量出針筒全部刻度部分的長度；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣，使注射器密封．
（4）用橡皮帽封住注射孔，拉動(dòng)時(shí)讀出測力計(jì)示數(shù)為F₁，是活塞與筒壁的摩擦力+大氣的壓力，
取下橡皮帽，拉動(dòng)活塞，讀出測力計(jì)示數(shù)是活塞與筒壁的摩擦力F₂，
所以，大氣對活塞產(chǎn)生的壓力實(shí)際為F₁-F₂，則大氣壓的值p=$\frac{F}{S}$=$\frac{{F}_{1}-{F}_{2}}{\frac{V}{L}}$=$\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）L}{V}$；
（5）實(shí)驗(yàn)中測得的大氣壓值小于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，原因可能是注射器內(nèi)空氣沒有排干凈，或橡皮帽漏氣
改進(jìn)措施：先用注射器吸入少量水，然后將活塞推至注射器底部，當(dāng)注射器的小孔充滿水后，再用橡皮帽封住小孔；這樣就可以排盡射器內(nèi)的空氣．
故答案為：（1）p=$\frac{F}{S}$；
（2）針筒帶刻度部分；
（3）排盡筒內(nèi)空氣，密封注射器；
（4）$\frac{（{F}_{1}-{F}_{2}）L}{V}$；
（5）注射器內(nèi)空氣沒有排干凈，或橡皮帽漏氣；先用注射器吸入少量水，然后將活塞推至注射器底部，當(dāng)注射器的小孔充滿水后，再用橡皮帽封住小孔．

點(diǎn)評 本題屬實(shí)驗(yàn)探究題，實(shí)驗(yàn)探究題一般對學(xué)生的要求都較高，不僅要求學(xué)生熟練掌握課本上所學(xué)的相關(guān)知識，還要求學(xué)生具有一定的物理素養(yǎng)．