Question

如图是小华做“估测大气压的值”的实验示意图．
（1）请将下列实验步骤补充完整．
A．把注射器活塞推至注射器筒的底端的目的是

排尽空气

，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，使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒．当注射器中的活塞

刚开始运动时

时，记下测力计度数，即等于大气对活塞的压力F．
C．用刻度尺测出注射器的

所有刻度的长

，记为L，读出注射器的容积V，则活塞的面积 S=

V

L

．
D．最后计算出此时大气压的数值p=

FL

V

 （写出表达式）．
（2）实验中，小华正确使用了测量仪器，且读数正确，但她发现测量结果总是偏小，其主要原因是

空气无法排尽

．
（3）实验中，考虑到摩擦力对实验的影响，小华改进了实验，先不用橡皮帽封住注射孔，拉动活塞，读出测力计示数为1.4N，再用橡皮帽封住注射孔，拉动时读出测力计示数为2.4N，算出活塞面积为0.1平方厘米，则大气压值为

1×10⁵

Pa．

Answer 1

分析：（1）明确实验的原理，才能完成实验步骤的补充．当注射器中的活塞开始滑动时，此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等；因活塞为圆柱体，所以活塞的横截面积可以通过公式S=

V

L

来求出，知道注射器的容积，还需要用刻度尺量出其刻度部分的长度；利用压强的公式，代入测量的数据可得出表达式．
（2）当注射器漏气时，会造成拉力F偏小，在面积S不变时，所测量的大气压值会偏小．
（3）因为先不用橡皮帽封住注射孔，所以注射器内外气体连通，压强相等，此时弹簧测力计的示数实际是活塞与筒壁的摩擦力，再用橡皮帽封住注射孔，此时弹簧测力计的示数包括了活塞与筒壁的摩擦力，因此可得大气压力，再利用p=

F

S

求得大气压值．

解答：解：（1）A．将注射器的活塞推至注射器筒的底端，目的是排尽筒内的空气．
B、当注射器中的活塞开始滑动时，弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡，因此需要记录此时的示数；
C、注射器是一个圆柱体形状，因此，应量出其刻度部分的长度，再读出空积V，得出活塞的面积S=

V

L

，
D、将测量结果代入压强公式得：p=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

．
（2）从表达式中可以看出，V、l的测量结果不变，由于无法排尽筒内的空气，所以拉力F的值偏小，则测量结果总是偏小．
（3）先不用橡皮帽封住注射孔，拉动活塞，读出测力计示数为1.4N，是活塞与筒壁的摩擦力F₁，
再用橡皮帽封住注射孔，拉动时读出测力计示数为2.4N，是活塞与筒壁的摩擦力F₁+大气的压力，为F₂，
所以，大气对活塞产生的压力实际为F₂-F₁，
则大气压值为p=

F

S

=

F2-F1

S

=

2.4N-1.4N

1×10-5m2

=1×10⁵Pa．
故答案为：排尽空气；刚开始运动时；所有刻度的长；S=

V

L

；p=

FL

V

；空气无法排尽；1×10⁵．

点评：利用注射器测量大气压时，用到的公式是p=

F

S

，所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S．利用二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力，利用几何知识可得出活塞的面积S，便可求出大气压的值了．