Question

某物理探究小组用注射器，量程足够大的弹簧测力计、刻度尺去测大气压的值，主要实验步骤如下：
A．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．
B．用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，水平向右慢慢拉动注射器筒，如图，当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计的示数F （即大气对活塞的压力）；
C．读取注射器的容积V；
D．刻度尺测出注射器的全部刻度的长度 L．
（l）用橡皮帽封住注射器的小孔的目的是

防止空气进入针筒内

．
（2）活塞的横截面积S=

V

L

．
（3）请根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整．（不要求填入实验记录数据）．

大气对活塞的压力F/N	注射器的容积V/m3		活塞的横截面积S/m2

（4）计算大气压强的表达式为P=

FL

V

．（用测量值表示）
（5）实验中，探究小组正确使用了测量仪器，且读数正确，但探究小组发现测量结果总是偏小，其主要原因是

空气排不净

．

Answer 1

分析：（1）注射器内的空气排不净时，里面的气体会产生向外的压力，而使所测大气压强的数值远远比实际数值偏小；
（2）本实验的原理是：先排出注射器内的空气，这样在往外拉活塞时，由于外界大气压的作用，要拉动活塞需要很大的力，这个力的大小为F=P_大气S，故测出注射器全部带刻度的长度，求出活塞的横截面积S和测出活塞刚被拉动时的拉力F，
就可根据P_大气=FS求出大气压强的值．
由以上原理可求：活塞的横截面积、需要纪录的数据、大气压强的表达式以及实验误差造成的原因

解答：解：（1）注射器的活塞推至注射器筒的底端，会把注射器的空气排掉，减少注射器内空气对活塞的作用，从而减小误差．
（2）根据V=SL得：
活塞的横截面积 S=

V

L

． 
（3）由F=P_大气S=可知需要记录：注射器的全部刻度的长L，以用来求活塞的横截面积；实验的结果大气压强P的数值．
（4）由二力平衡的条件可知：
F=P_大气S=

V

L

P_大气
所以，P_大气=

FL

V

．
（5）注射器内的空气排不净时，里面的气体会产生向外的压力，使弹簧测力计的示数减小，所以导致所测量的大气压值偏小．
故答案为：
（l）防止空气进入针筒内；（2）

V

L

；（3）全部刻度长度/m；大气压/Pa；（4）

FL

V

；（5）空气排不净．

点评：本题的综合性较强，既考查了二力平衡条件的应用、大气压强的特点、固体压强的计算公式p=Fs等知识点，又考查了学生应用所学知识分析和解决实际问题的能力．