Question

景范中學某物理探究小組用注射器、量程足夠大的彈簧測力計、刻度尺去測大氣壓的值．主要實驗步驟如下：
A．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；
B．用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，水平向右慢慢拉動注射器筒，如圖所示，當注射器的活塞剛開始滑動時記下彈簧測力計的示數(shù)F（即大氣對活塞的壓力）；
C．讀取注射器的容積V；
D．用刻度尺測出注射器的全部刻度的長L．

（1）完成實驗步驟A的目的是

 

．
（2）活塞的橫截面積S=

 

．
（3）請根據(jù)實驗步驟將記錄表格的第一行欄目補充完整（不要求填入實驗記錄數(shù)據(jù)）．

大氣對活塞的壓力F/N	注射器的容積V/m3		活塞的橫截面積S/m2

（4）計算大氣壓強的表達式為p=

 

．
（5）由于注射器漏氣會導致所測量的大氣壓值

 

．（選填“偏小”或“偏大”）

Answer 1

分析：（1）注射器內的空氣排不凈時，里面的氣體會產生向外的壓力，而使所測大氣壓強的數(shù)值遠遠比實際數(shù)值偏�。�
（2）當注射器的活塞剛開始滑動時，記下容積V，量出它的刻度的長L，利用S=

V

L

即可求出活塞的橫截面積；
（3）測量大氣壓值的方法是根據(jù)測量某一特定面積上受到的大氣壓力，再通過p=

F

S

計算獲得的；圍繞這一目的可知，還需要測量注射器的全部刻度的長L以用來求活塞的橫截面積；實驗的結果大氣壓強p的數(shù)值；
（4）將S=

V

L

代入壓強的計算公式p=

F

S

可以得出大氣壓強的表達式；
（5）實驗中注射器筒中的空氣不可能完全排出，再者拉動活塞后也可能有少量空氣進入，因此會影響測量的結果．

解答：解：（1）注射器的活塞推至注射器筒的底端，會把注射器的空氣排掉，減少注射器內空氣對活塞的作用，從而減小誤差．
（2）根據(jù)V=SL得：活塞的橫截面積S=

V

L

． 
（3）由F=p_大氣S可知需要記錄：注射器的全部刻度的長L，以用來求活塞的橫截面積；實驗的結果大氣壓強p的數(shù)值．

大氣對活塞的壓力F/N	注射器的容積V/m3	注射器全部刻度的長L/m	活塞的橫截面積S/m2	大氣壓強p/Pa

（4）由二力平衡的條件可知：F=p_大氣S=p_大氣×

V

L

，
則p_大氣=

FL

V

．
（5）注射器漏氣時，里面的氣體會產生向外的壓力，使彈簧測力計的示數(shù)減小，所以導致所測量的大氣壓值偏小．
故答案為：
（1）排盡針筒內空氣；
（2）

V

L

；
（3）如上表所示；
（4）

FL

V

；
（5）偏�。�

點評：本題的綜合性較強，既考查了二力平衡條件的應用、大氣壓強的特點、固體壓強的計算公式p=

F

S

等知識點，又考查了學生應用所學知識分析和解決實際問題的能力．