Question

实验桌上有细线若干、弹簧测力计一只（量程为5N、分度值为0.2N）、两种规格的注射器（量程分别为10ml和2ml）、刻度尺一把．要求利用现有器材粗略测量大气压强．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．把量程为10ml注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气．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，甲同学在实验时发现，弹簧测力计被拉到5N时，活塞仍没有移动．欲仍然采用此方案完成实验，需作的改进是：______；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滑动时，记下______，即等于大气对活塞的压力F．
C．用刻度尺测出注射器的______，记为l，读出注射器的容积V，则活塞的面积S=______．
D．最后计算出此时大气压的数值p=______（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______．

Answer 1

解：（1）因为大气的压强是一定的，根据公式P=的公式变形F=PS，受力面积越小，压力也会越小，所以当弹簧测力计量程不够时，可换用量程更小的5ml的注射器．
当能拉动活塞时，说明此时拉力等于大气对活塞的压力．故记下的弹簧测力计示数，就是大气对活塞的压力F．
已知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，故注射器活塞的面积为S=根据P_大气===可知大气压值．
（2）实验测出的大气压值比大气压强的实际值偏小，产生原因如：注射器内的空气无法排尽、活塞与注射器壁间存在摩擦．
故答案为：（1）B、换用5ml的注射器；弹簧测力计的示数F；
C、有刻度部分的长度；；
D、．
（2）筒内的空气不能排除干净．
分析：（1）压力的大小跟活塞的作用面积有关，在大气压强一定时，面积越小，压力会越小，所以应选择较小的注射器
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，故测出活塞横截面积S和拉动时的拉力F，就可根据P_大气= 求出大气压强的值．
（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．
点评：本题属实验探究题，实验探究题一般对学生的要求都较高，不仅要求学生熟练掌握课本上所学的相关知识，还要求学生具有一定的物理素养．