Question

12．某物理探究小組用注射器、量程足夠大的彈簧測力計、刻度尺取測大氣壓的值．主要實驗步驟如下：
1．把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；
2．用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，水平向右慢慢拉動注射器筒，
3．如圖所示，當注射器的活塞剛開始滑動時記下彈簧測力計的示數F（即大氣對活塞的壓力）；讀取注射器的容積V；
4．用刻度尺測出注射器的全部刻度的長度L．
（1）大氣壓力等于彈簧測力計示數的原理是二力平衡．
（2）活塞的橫截面積S=$\frac{V}{L}$．（用題目中的字母表示）
（3）計算大氣壓強的表達式為p=$\frac{FL}{V}$．（用題目中的字母表示）
（4）如果注射器漏氣會導致所測量的大氣壓值偏小．（選填“偏小”或“偏大”）

Answer 1

分析 （1）活塞處于平衡狀態，受大氣壓力和彈簧測力計的拉力一對平衡力；
（2）（3）（4）本實驗的原理是：先排出注射器內的空氣，這樣在往外拉活塞時，由于外界大氣壓的作用，要拉動活塞需要很大的力，這個力的大小為F=P_大氣S，故測出注射器全部帶刻度的長度，求出活塞的橫截面積S和測出活塞剛被拉動時的拉力F，
就可根據P_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強的值．
由以上原理可求：活塞的橫截面積、大氣壓強的表達式以及實驗誤差造成的原因．

解答 解：（1）注活塞處于平衡狀態，受大氣壓力和彈簧測力計的拉力一對平衡力，故應用了二力平衡的知識；
（2）根據V=SL得：
活塞的橫截面積 S=$\frac{V}{L}$． 
（3）由F=P_大氣S=可知需要記錄：注射器的全部刻度的長L，以用來求活塞的橫截面積；實驗的結果大氣壓強P的數值．
由二力平衡的條件可知：
F=P_大氣S=$\frac{V}{L}$P_大氣
所以，P_大氣=$\frac{FL}{V}$．
（4）注射器漏氣時，里面的氣體會產生向外的壓力，使彈簧測力計的示數減小，所以導致所測量的大氣壓值偏小．
故答案為：（1）二力平衡；（2）$\frac{V}{L}$；（3）$\frac{FL}{V}$；（4）偏小．

點評 本題的綜合性較強，既考查了二力平衡條件的應用、計算公式p=$\frac{F}{S}$、測量結果偏差的判斷等知識點，又考查了學生應用所學知識分析和解決實際問題的能力．