题目内容

12.某物理探究小组用注射器、量程足够大的弹簧测力计、刻度尺取测大气压的值.主要实验步骤如下:
1.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
2.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,水平向右慢慢拉动注射器筒,
3.如图所示,当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计的示数F(即大气对活塞的压力);读取注射器的容积V;
4.用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L.
(1)大气压力等于弹簧测力计示数的原理是二力平衡.
(2)活塞的横截面积S=$\frac{V}{L}$.(用题目中的字母表示)
(3)计算大气压强的表达式为p=$\frac{FL}{V}$.(用题目中的字母表示)
(4)如果注射器漏气会导致所测量的大气压值偏小.(选填“偏小”或“偏大”)

分析 (1)活塞处于平衡状态,受大气压力和弹簧测力计的拉力一对平衡力;
(2)(3)(4)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,故测出注射器全部带刻度的长度,求出活塞的横截面积S和测出活塞刚被拉动时的拉力F,
就可根据P大气=$\frac{F}{S}$求出大气压强的值.
由以上原理可求:活塞的横截面积、大气压强的表达式以及实验误差造成的原因.

解答 解:(1)注活塞处于平衡状态,受大气压力和弹簧测力计的拉力一对平衡力,故应用了二力平衡的知识;
(2)根据V=SL得:
活塞的横截面积 S=$\frac{V}{L}$. 
(3)由F=P大气S=可知需要记录:注射器的全部刻度的长L,以用来求活塞的横截面积;实验的结果大气压强P的数值.
由二力平衡的条件可知:
F=P大气S=$\frac{V}{L}$P大气
所以,P大气=$\frac{FL}{V}$.
(4)注射器漏气时,里面的气体会产生向外的压力,使弹簧测力计的示数减小,所以导致所测量的大气压值偏小.
故答案为:(1)二力平衡;(2)$\frac{V}{L}$;(3)$\frac{FL}{V}$;(4)偏小.

点评 本题的综合性较强,既考查了二力平衡条件的应用、计算公式p=$\frac{F}{S}$、测量结果偏差的判断等知识点,又考查了学生应用所学知识分析和解决实际问题的能力.

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