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）、三种规格的注射器A、B、C（如图2：量程分别为20ml、10ml和5ml）、刻度尺一把．要求利用现有器材粗略测量大气压强，小王同学设计的方案和所用的器材如图所示

（1）小王用注射器A进行实验如图1所示，实验时应在注射器中的活塞______时读取弹簧测力计的示数，即等于大气对活塞的压力F．用刻度尺测出______为L，则大气压强的表达式为______．
（2）评估一下小王能否完成这个实验______，理由是______，要利用上述器材完成此实验该如何______．

Answer 1

解：（1）该实验中以针筒为研究对象，当注射器中的活塞刚开始滑动时，利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力．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；
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=，将测量结果代入压强公式得：p===，
（2）根据p=可知，求得的压力远远大于弹簧测力计的最大称量5N，因此图中弹簧测力计量程太小，所以小王不能完成这个实验；
因为大气的压强是一定的，根据公式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，可换用量程更小的注射器，例如B、C，分别是10ml和5ml．
故答案为：（1）刚刚滑动；p=；（2）不能；弹簧测力计量程太小；换用量程较小的注射器．
分析：（1）因活塞为圆柱体，所以活塞的横截面积可以通过公式S=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）弹簧测力计的量程是一定的，不能改变，因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；
点评：利用注射器测量大气压时，用到的公式是p=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．