Question

1．如圖是小明做“估測大氣壓的值”的實驗示意圖．
（1）請將下列實驗步驟補充完整．
A．把注射器的活塞推至注射器筒的底端，目的是：排盡空氣，然后，用橡皮帽封住注射器的小孔．
B．用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器筒．當注射器中的活塞剛開始運動時，記下彈簧測力計的示數，即等于大氣對活塞的壓力F．
C．用刻度尺測出注射器有刻度部分的長度，記為L，讀出注射器的容積V，則活塞的面積S=$\frac{V}{L}$．
D．最后計算出此時大氣壓的數值p=$\frac{FL}{V}$（寫出表達式）．
（2）步驟B中測量大氣壓力時，受力分析的對象是活塞（選填“測力計”、“針筒”、“活塞”）．

Answer 1

分析 （1）實驗中要排出注射器內的空氣，這樣在拉動活塞時，注射器內部會接近于真空，這樣才能測出大氣的壓力；
（2）明確實驗的原理，才能完成實驗步驟的補充．當注射器中的活塞開始滑動時，此時彈簧測力計的示數與所受的大氣壓力相等；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，知道注射器的容積，還需要用刻度尺量出其刻度部分的長度；
（3）利用壓強的公式，代入測量的數據可得出表達式；
（4）對活塞進行受力分析，利用二力平衡．

解答 解：（1）實驗時，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．
（2）當注射器中的活塞開始滑動時，彈簧測力計的拉力與大氣的壓力剛好平衡，因此需要記錄此時的示數；
注射器是一個圓柱體形狀，因此，應量出其刻度部分的長度，再讀出空積V，得出活塞的面積S=$\frac{V}{L}$；
（3）將測量結果代入壓強公式得：P=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$；
（4）受力分析的對象為活塞．
故答案為：（1）A：排盡空氣；C：刻度；V/L；D：FL/V；（2）活塞．

點評 利用注射器測量大氣壓時，用到的公式是p=$\frac{F}{S}$，所以要分別測大氣壓力F和活塞的橫截面積S．利用二力平衡可通過彈簧測力計測出大氣壓力，利用幾何知識可得出活塞的面積S，便可求出大氣壓的值了．