Question

17．在估测大气压的实验中存在较大误差，这种误差是由气密性和摩擦引起的．由于气密性不好，会使测量值偏小，由于活塞与筒壁的摩擦，会导致测量值偏大．现有一减小误差的方法：用1ml注射器，全部刻度长6cm，气密性较好，第一次排尽空气后，堵住注射器小孔，用弹簧测力计拉动活塞缓慢做匀速直线运动，拉力F₁=3N；第二次不堵注射器小孔，用弹簧测力计拉动活塞缓慢做匀速直线运动，拉力F₂=1.4N；则大气对活塞的压力F=1.6N，最终算出大气压强为9.6×10⁴Pa．

Answer 1

分析 （1）注射器内的空气没有排尽和拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦都会影响拉力的大小，并结合压强的计算公式分析出测量值与真实值之间的差异．
（2）当注射器中的活塞开始滑动时，此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等，然后根据压强的计算公式求得大气压强．

解答 解：（1）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=$\frac{V}{L}$；
将测量结果代入压强公式得：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．
从表达式中可以看出，V、L的测量结果不变，当注射器漏气时，拉力F的值会减小，所以所测大气压值会偏小．
如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大时，需要的拉力会更大，因此测得的结果将偏大．
（2）第一次排尽空气后，堵住注射器小孔，用弹簧测力计拉动活塞缓慢做匀速直线运动，当注射器中的活塞开始滑动时，弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡，因此此时的示数即为大气对活塞的压力F=F₁-F₂=3N-1.4N=1.6N；大气压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$=$\frac{1.6×0.06m}{1×1{0}^{-6}{m}^{3}}$=9.6×10⁴Pa．
故答案为：小；大；3；9.6×10⁴．

点评 利用注射器测量大气压时，用到的公式是p=$\frac{F}{S}$，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．对测量结果的评估则主要看是否对几个测量值造成了影响，造成了怎样的影响，最后确定是偏大或偏小．