Question

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

 

．
（2）如图所示，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）如图所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为

 

cm，计算出活塞的横截面积．
（4）计算得到大气压强的数值为

 

Pa
（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因素有（请写出两条）：
①

 

；②

 

．

Answer 1

分析：本实验的原理是：先排出注射器内的空气，这样在往外拉活塞时，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=

F

S

求出大气压强的值．

解答：解：（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．
（3）从图中可以看出，注射器可容纳的药水容积为20ml=20cm³，这20cm³的刻度长度由刻度尺可看出为6.00cm，
故活塞的横截面积为S=

V

h

=

20

6

cm2≈ 3.33cm2=3.33×10-4m2．
（4）可计算出大气压强的值为：P_大气=

F

S

=

29.9

3.33×10-4

Pa≈ 0.9×105Pa．
（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；（3）6.00；（4）0.9×10⁵；（5）①空气没有排尽，②橡皮帽密封不好．

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．