Question

2．小明利用2mL注射器、彈簧測力計和刻度尺估測本地的大氣壓值．
（1）小明認為不能采用乙圖的裝置來估測大氣壓的值，其理由是活塞的重力會影響大氣壓力的測量．
（2）如圖甲所示，拔去橡皮帽，將活塞推至注射器筒的底端，用手沿水平方向慢慢地拉動注射器筒，當活塞開始滑動時，此時彈簧測力計示數為0.6N，則活塞與針筒間的摩擦力為0.6N，若增加拉動注射器筒的拉力，當注射器筒水平向右加速運動過程中，彈簧測力計的示數將不變（選填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）他重新將活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，沿水平方向慢慢地拉動注射器筒，當活開始滑動時，此時彈簧測力計示數為5.5N，然后利用刻度尺測出注射器筒刻度部分的長度為4cm，則本地大氣壓強的測量值為9.8×10⁴Pa．
（4）若實驗過程中注射器筒內漏進了少量空氣，則測得的大氣壓值偏小（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）地球表面上的一切物體都要受到重力，所以乙圖中注射器的活塞也要受到重力；
（2）根據二力平衡分析摩擦力的大小；影響摩擦力大小的因素是壓力和接觸面的粗糙程度；
（3）根據測力計示數和摩擦力求出大氣壓力，根據公式p=$\frac{F}{S}$求出大氣壓；
（4）注射器筒內有空氣會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏小；若實驗中摩擦較大，則測得的拉力F變大，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏大．

解答 解：（1）乙圖裝置中，向下拉活塞時，由于活塞受到自身的重力，會增大彈簧測力計的示數；故小明不能采用乙圖的裝置來估測大氣壓強；
（2）用手沿水平方向慢慢地拉動注射器筒，當活塞開始滑動時，此時彈簧測力計示數為0.6N；活塞受到兩個力的作用：拉力和摩擦力，這兩個力為一對平衡力，故活塞與針筒間的摩擦力為0.6N；
影響摩擦力大小的因素是壓力和接觸面的粗糙程度，與速度無關，故當注射器筒水平向右加速運動過程中，彈簧測力計的示數將不變；
（3）當活開始滑動時，此時彈簧測力計示數為5.5N，則大氣產生的壓力為：F=5.5N-0.6N=4.9N；
注射器的橫截面積為：S=$\frac{V}{L}$=$\frac{2c{m}^{3}}{4cm}$=0.5cm²=0.5×10^-4m²；
大氣產生的壓強為：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4.9N}{0.5×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=9.8×10⁴Pa；
（4）如果筒內空氣沒有排盡，拉力的測量值會偏小，根據公式P=$\frac{F}{S}$可知，導致測得的大氣壓值偏小；相反，如果活塞與注射器內壁間的摩擦較大，拉力的測量值會偏大，導致測得的大氣壓值偏大．
故答案為：（1）活塞的重力會影響大氣壓力的測量；（2）0.6；不變；（3）9.8×10⁴；（4）偏小．

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