Question

2．如图为我市黄冈中学某班同学正在用针筒、钩码等仪器设备做“粗测大气压”实验．请你也加入进来，与他们一起完成实验吧．
要求：（1）写出实验步骤；
（2）需要记录哪些实验数据；
（3）对实验数据进行处理（写出计算大气压的表达式）．

Answer 1

分析 此实验的原理是：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=$\frac{F}{S}$求出大气压强的值．

解答 解：（1）实验步骤：
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．
用刻度尺测出注射器活塞的直径D，然后可求得活塞面积；（若注射器标有容积，则需要用刻度尺测出有刻度部分的长度，横截面积用S=$\frac{V}{L}$计算；
②用线系在活塞下端，挂钩码，直至最大，记下此时钩码的质量（或用调节好的弹簧秤向外拉，测出最大拉力F），然后利用压强公式求解．
（2）需测定的物理量：活塞的直径D；钩码质量；（最大拉力），设计表格如下：

物理量	活塞直径	钩码质量（最大拉力）	大气压

（3）表达式：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4mg}{π{D}^{2}}$．

点评 本题属于探究型实验，是课本知识的创新实验，解题的关键在于弄清实验的原理、方法以及注意事项，是培养学生创新能力的好题．