Question

19．如圖為我市某中學(xué)同學(xué)正在用針筒、鉤碼等儀器器材做“粗測大氣壓”實(shí)驗(yàn)．請你也加入進(jìn)來，與他們一起完成實(shí)驗(yàn)吧．
要求：（1）寫出實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔．
用刻度尺測出注射器活塞的直徑D，然后可求得活塞面積；（若注射器標(biāo)有容積，則需要用刻度尺測出有刻度部分的長度，橫截面積用S=$\frac{V}{L}$計(jì)算；
②用線系在活塞下端，掛鉤碼，直至最大，記下此時(shí)鉤碼的質(zhì)量（或用調(diào)節(jié)好的彈簧秤向外拉，測出最大拉力F），然后利用壓強(qiáng)公式求解．
（2）需要記錄哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：活塞直徑、鉤碼質(zhì)量（最大拉力）、大氣壓．
（3）對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（寫出計(jì)算大氣壓的表達(dá)式）$\frac{4mg}{π{D}^{2}}$．

Answer 1

分析 此實(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，要拉動活塞需要很大的力，這個(gè)力的大小為F=P_大氣S，故測出活塞橫截面積S和拉動時(shí)的拉力F，就可根據(jù)p$\frac{F}{S}$_大氣=求出大氣壓強(qiáng)的值．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔．
用刻度尺測出注射器活塞的直徑D，然后可求得活塞面積；（若注射器標(biāo)有容積，則需要用刻度尺測出有刻度部分的長度，橫截面積用S=$\frac{V}{L}$計(jì)算；
②用線系在活塞下端，掛鉤碼，直至最大，記下此時(shí)鉤碼的質(zhì)量（或用調(diào)節(jié)好的彈簧秤向外拉，測出最大拉力F），然后利用壓強(qiáng)公式求解．
（2）需測定的物理量：活塞的直徑D；鉤碼質(zhì)量；（最大拉力），設(shè)計(jì)表格如下：

物理量	活塞直徑	鉤碼質(zhì)量（最大拉力）	大氣壓

（3）表達(dá)式：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4mg}{π{D}^{2}}$．
故答案為：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔．
用刻度尺測出注射器活塞的直徑D，然后可求得活塞面積；（若注射器標(biāo)有容積，則需要用刻度尺測出有刻度部分的長度，橫截面積用S=$\frac{V}{L}$計(jì)算；
②用線系在活塞下端，掛鉤碼，直至最大，記下此時(shí)鉤碼的質(zhì)量（或用調(diào)節(jié)好的彈簧秤向外拉，測出最大拉力F），然后利用壓強(qiáng)公式求解；
（2）活塞直徑、鉤碼質(zhì)量（最大拉力）、大氣壓；
（3）$\frac{4mg}{π{D}^{2}}$．

點(diǎn)評 本題屬于探究型實(shí)驗(yàn)，是課本知識的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，解題的關(guān)鍵在于弄清實(shí)驗(yàn)的原理、方法以及注意事項(xiàng)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的好題．