Question

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，排盡筒內的空氣，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活塞．當注射器的活塞剛開始滑動時，記下

彈簧測力計的示數(shù)

，即等于大氣對活塞的壓力F．
C．用刻度尺測出注射器

全部刻度

，記為L，讀出注射器的容積V，則活塞的面積S=

V

L

．
D．最后計算出此時大氣壓的數(shù)值p=

FL

V

（寫出表達式）．
（2）實驗中，小明正確使用了測量儀器，且讀數(shù)正確，但發(fā)現(xiàn)測量結果總是偏小，其主要原因是

注射器漏氣

．
（3）實驗中，由于活塞與注射器筒之間存在摩擦，這會導致大氣壓的測量值

偏大

（“偏大”或“偏小”）．

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(shù)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(shù)據(jù)可得出表達式；
（2）當注射器漏氣時，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；
（3）注射器內的空氣沒有排盡和拉動活塞時活塞和筒壁間有摩擦都會影響拉力的大小，并結合壓強的計算公式分析出測量值與真實值之間的差異．

解答：解：（1）B、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(shù)；
C、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

；
D、將測量結果代入壓強公式得：p=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

．
（2）從表達式中可以看出，V、L的測量結果不變，當注射器漏氣時，拉力F的值會減小，所以所測大氣壓值會偏小．
（3）如果活塞與注射器內壁間的摩擦較大時，需要的拉力會更大，因此測得的結果將偏大．
故答案為：（1）彈簧測力計的示數(shù)；全部刻度；

V

L

；

FL

V

；（2）注射器漏氣；（3）偏大．

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．