Question

（2006?閔行區模擬）某同學所設計的“估測大氣壓的值”的實驗步驟如下：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用-個橡皮帽封住注射器的小孔．
②如圖所示，用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與固定在墻上的彈簧秤的掛鉤相連，然后水平向右慢慢地拉動注射器筒．當注射器中的活塞剛開始移動時，記下彈簧測力計的示數，即等于大氣對活塞的壓力F．
③觀察并記錄注射器筒上所標明的容積V，還需要測出注射器的

長度

，則活塞的面積S=

V

L

．
（1）根據以上實驗方案，用測得和記錄的物理量計算大氣壓強的表達式應為P=

LF

S

．
（2）按照上述實驗方案測得的大氣壓強的值，往往會比大氣壓強的實際值偏小．你認為產生這種現象的主要原因是：

注射器筒里空氣沒有排完，針筒內也有氣壓

．

Answer 1

分析：（1）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=

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；利用壓強的公式，代入測量的數據可得出表達式；
（2）當注射器筒里空氣沒有排完或注射器漏氣時，會造成拉力F偏小，在面積S不變時，所測量的大氣壓值會偏小．

解答：解：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；
③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=

V

L

；
（1）將測量結果代入壓強公式得：p=

F

S

=

F

V L

=

LF

S

．
（2）從表達式中可以看出，V、L的測量結果不變，當注射器筒里空氣沒有排完，針筒內也有氣壓時，拉力F的值會減小，所以所測大氣壓值會偏小．
故答案為：長度；

V

L

；（1）p=

LF

S

；（2）注射器筒里空氣沒有排完，針筒內也有氣壓．

點評：利用注射器測量大氣壓時，用到的公式是p=

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．對測量結果的評估則主要看是否對幾個測量值造成了影響，造成了怎樣的影響，最后確定是偏大或偏小．