Question

同學們在進行估測大氣壓實驗時，首先讀出注射器的最大刻度為V，用刻度尺量出其全部刻度的長度為L；然后按照如圖所示的過程，慢慢的拉注射器（甲圖沒有蓋上橡皮帽、乙圖在排盡空氣后蓋上了橡皮帽），剛好拉動活塞時，彈簧測力計的示數分別是F₁和F₂．則他們測量出的大氣壓強最接近于（ ）

A．F₁
B．F₂
C．（F₁+F₂）
D．（F₂-F₁）

Answer 1

【答案】分析：首先通過分析可以看出，此題中測量大氣壓利用的原理是公式p=，這里的F便是大氣作用在注射器橫截面上的壓力，而S則是注射器的橫截面積．仔細分析甲、乙兩圖的區別可以看出，甲圖中因為沒有蓋橡皮帽，所以注射器內外氣體連通，壓強相等，此時彈簧測力計的示數實際是活塞與筒壁的摩擦力，而圖乙中因為內部接近真空，幾乎沒有氣壓，所以此時彈簧測力計所測是大氣產生的壓力，當然也包括了活塞與筒壁的摩擦力．
解答：解：設注射器的刻度部分長為L，其容積為V，則注射器的橫截面積為S=，
圖甲的彈簧測力計示數反映的是活塞與筒壁的摩擦力F₁，
圖乙的彈簧測力計示數反映的是活塞與筒壁的摩擦力F₁+大氣的壓力F₂，
所以，大氣對活塞產生的壓力實際為F₂-F₁，
代入壓強公式p===（F₂-F₁），故選項D符合題意．
故選D．
點評：明確本實驗是測量大氣壓的原理是p=是成功的第一步；然后再根據注射器為圓柱體的特點，利用容積和長度表示出其橫截面積，是第二步；最后搞清甲、乙兩次實驗中彈簧測力計的示數所反映出來的力的大小包括哪些，這是最關鍵的第三步，也是最容易出錯的一步．