题目内容

小明所设计的“估测大气压的值”的实验方案如下:
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
②如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒.当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F;
③观察并记录注射器筒上所标明的容积V,用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L.
(1)根据以上实验方案,用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式p=
FL
V
FL
V

(2)按照上述实验方案,若测得的大气压强的值比实际值偏小,你认为可能的原因是
注射器内还有少量的空气
注射器内还有少量的空气

(3)按照上述实验方案,若测得的大气压强的值比实际值偏大,你认为可能的原因是
注射器内外筒壁存在摩擦
注射器内外筒壁存在摩擦
分析:(1)先求出大气的压力,再求注射器的横截面积,最后由压强公式P=
F
S
,求大气压.
(2)如果注射器内存在一定量的气体,气体对注射器活塞有压力,使弹簧对活塞的拉力小于大气压力,从而使测量值偏小.
(3)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大.
解答:解:(1)以注射器活塞为研究对象,它在水平方向上受水平的拉力F,大气对注射器活塞的压力FN,而平衡,所以FN=F,活塞的横截面积S=
V
L
,则大气压强P=
FN
S
=
F
V
L
=
FL
V

(2)大气压的测量值偏小,是因为注射器内有空气,它对活塞有压力,使弹簧秤对活塞的拉力F小于大气对活塞的压力FN,F<FN,因为P=
FN
S
,P=
F
S
,所以P<P,测量值偏小.
(3)测量值偏大的原因是:注射器内外筒壁存在摩擦,使力F大于大气的压力FN,从而使测量值偏大.
故答案为:(1)
FL
V
 (2)注射器内还有少量的空气.(3)注射器内外筒壁存在摩擦.
点评:本题是一道实验探究题,要求学生有较强的能力,是一道难题,学生应认真分析解答.
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