Question

8．某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下：

（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是排尽注射器内的空气．
（2）如图甲所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另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被拉动时，记下弹簧测力计的示数为29.9N．
（3）如图乙所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为6cm，计算出活塞的横截面积．
（4）计算得到大气压强的数值为8.97×10⁴Pa．
（5）同学们发现实验误差较大，请分析该实验过程中导致误差的主要因素是：空气没有排尽．（写出一条）

Answer 1

分析 （1）将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，这样做的目的是为了排尽注射器内的空气．
（2）由二力平衡的条件分析；
（3）测出注射器全部带刻度的长度，求出活塞的横截面积S；
（4）已知活塞刚被拉动时的拉力F，就可根据p_大气=$\frac{F}{S}$求出大气压强的值；
（5）造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽、或橡皮帽密封不好、拉力和长度读数不准确等．

解答 解：（1）为了排尽注射器内的空气，把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，（3）从图中可以看出，注射器可容纳的药
（2）活塞刚被拉动时，由二力平衡的条件可知：此时大气压强产生的压力和弹簧测力计的示数相等．
（3）由图可知，水容积为20ml=20cm³，注射器全部刻度的长度为6.00cm，
故活塞的横截面积为S=$\frac{V}{h}$=$\frac{20c{m}^{3}}{6cm}$=$\frac{10}{3}$cm²=$\frac{10}{3}$×10^-4m²．
（4）可计算出大气压强的值为：p_大气=$\frac{F}{S}$=$\frac{29.9N}{\frac{10}{3}×1{0}^{-4}{m}^{2}}$≈8.97×10⁴Pa．
（5）从实验结果看，测量结果小于一标准大气压，造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽、或橡皮帽密封不好、拉力和长度读数不准确等；拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦这会造成最终测量的结果偏大．
故本题答案为：（1）排尽注射器内的空气；刚被拉动；（3）6；（4）8.97×10⁴；（5）空气没有排尽．

点评 作为一个不是按课本方法进行测量大气压的实验，关键是在弄清实验的原理，然后才能分析出实验需要测量的是哪些物理量，怎么才能计算出大气压强的值．