Question

9．某学习小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值．（注射器活塞的面积4cm²）
（1）图甲是注射器上的全部刻度线，注射器的最大可读容积为20cm³．
（2）实验时，小明把注射器的活塞推至注射器底端，排尽筒内空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按图乙所示安装好器材，水平向右慢慢地拉动注射器筒，当弹簧测力计的示数增大到F=28.0N时，注射器中的活塞刚开始滑动，则测得大气压值p=7×10⁴ Pa．
（3）实验时若筒内空气没有排尽，将导致测得大气压值偏小；若活塞与注射器内壁间的摩擦较大，将导致测得大气压值偏大．（均选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）注射器的容积可通过图中读出，其单位为ml，注射器是圆柱体，利用公式V=SL的变形，可求其横截面积的大小；
（2）实验中要排出注射器内的空气，这样在拉动活塞时，注射器内部会接近于真空，这样才能测出大气的压力；根据公式p=$\frac{F}{S}$，将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小；
（3）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，本实验的测量原理是：先排出注射器内的空气，再向外拉活塞，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．实验的误差主要是由于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引起的．

解答 解：（1）从图中可以看出，注射器的最大可读容积为20ml；
（2）由此可计算出大气压强的值：p_大=$\frac{F}{S}$=$\frac{28.0N}{4×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=7×10⁴Pa；
（3）实验时若注射器内空气没有排尽，大气压等于注射器内压强加上拉力产生的压强，这样会使得测得的大气压值偏小．拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦，则测得的拉力F变大，这会造成最终测量的结果偏大．
故答案为：（1）20ml；（2）7×10⁴；（3）偏小；偏大．

点评 本题考查了大气压的测量方法，解答本题首先要明确测量所依据的原理，即压强的公式p=$\frac{F}{S}$，实验中围绕测量大气的压力F和受力面积S进行，而大气的压力就是刚好拉动活塞时，弹簧测力计的拉力，这里利用了二力的平衡；从这些基本的原理和方法入手，即可逐一解答本题中的问题．