Question

2．小明利用2mL注射器、弹簧测力计和刻度尺估测本地的大气压值．
（1）小明认为不能采用乙图的装置来估测大气压的值，其理由是活塞的重力会影响大气压力的测量．
（2）如图甲所示，拔去橡皮帽，将活塞推至注射器筒的底端，用手沿水平方向慢慢地拉动注射器筒，当活塞开始滑动时，此时弹簧测力计示数为0.6N，则活塞与针筒间的摩擦力为0.6N，若增加拉动注射器筒的拉力，当注射器筒水平向右加速运动过程中，弹簧测力计的示数将不变（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）他重新将活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，沿水平方向慢慢地拉动注射器筒，当活开始滑动时，此时弹簧测力计示数为5.5N，然后利用刻度尺测出注射器筒刻度部分的长度为4cm，则本地大气压强的测量值为9.8×10⁴Pa．
（4）若实验过程中注射器筒内漏进了少量空气，则测得的大气压值偏小（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）地球表面上的一切物体都要受到重力，所以乙图中注射器的活塞也要受到重力；
（2）根据二力平衡分析摩擦力的大小；影响摩擦力大小的因素是压力和接触面的粗糙程度；
（3）根据测力计示数和摩擦力求出大气压力，根据公式p=$\frac{F}{S}$求出大气压；
（4）注射器筒内有空气会使拉力变小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；若实验中摩擦较大，则测得的拉力F变大，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏大．

解答 解：（1）乙图装置中，向下拉活塞时，由于活塞受到自身的重力，会增大弹簧测力计的示数；故小明不能采用乙图的装置来估测大气压强；
（2）用手沿水平方向慢慢地拉动注射器筒，当活塞开始滑动时，此时弹簧测力计示数为0.6N；活塞受到两个力的作用：拉力和摩擦力，这两个力为一对平衡力，故活塞与针筒间的摩擦力为0.6N；
影响摩擦力大小的因素是压力和接触面的粗糙程度，与速度无关，故当注射器筒水平向右加速运动过程中，弹簧测力计的示数将不变；
（3）当活开始滑动时，此时弹簧测力计示数为5.5N，则大气产生的压力为：F=5.5N-0.6N=4.9N；
注射器的横截面积为：S=$\frac{V}{L}$=$\frac{2c{m}^{3}}{4cm}$=0.5cm²=0.5×10^-4m²；
大气产生的压强为：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4.9N}{0.5×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=9.8×10⁴Pa；
（4）如果筒内空气没有排尽，拉力的测量值会偏小，根据公式P=$\frac{F}{S}$可知，导致测得的大气压值偏小；相反，如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大，拉力的测量值会偏大，导致测得的大气压值偏大．
故答案为：（1）活塞的重力会影响大气压力的测量；（2）0.6；不变；（3）9.8×10⁴；（4）偏小．

点评 此题的综合性较强，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．