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據）．

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

 

．

Answer 1

分析：這一測量大氣壓值的方法是根據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，首先要排出注射器中的空氣并將其密封，此時再拉動活塞時里面便接近真空，外面的大氣壓會緊緊地壓住活塞．當我們恰好拉動活塞使之運動的力便等于大氣壓給予活塞的壓力，定一特定的面積也就是活塞的橫截面積．活塞的橫截面積我們只要觀察它的容積V，量出它的刻度的長L就可以通過S=V/L求出來．只是這一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）完成實驗步驟A的目的是排出注射器筒中的空氣，這樣拉動活塞時里面才會接近真空；
（2）活塞是一個圓柱體，根據其體積的計算公式，其橫截面積S=

V

L

；
（3）注射器的容積在筒壁上都有標注，要想獲得其橫截面積必須還要量出其標注刻度部分的長度L，最后根據求出大氣壓強p=

F

S

記入表格．（見下表）

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）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為p=

FL

V

；
（5）注射器漏氣會導致壓力F的值偏小，自然最終測得的大氣壓強的值也會偏小．
故答案為：排出注射器筒中的空氣，

V

L

，活塞全部刻度的長L/m，大氣壓強p/Pa，

FL

V

，偏小．

點評：測量大氣壓強的方法有很多，類似的方法主要依據了p=F/S這一公式，只要我們在求F與S上多動一些腦筋，你也會想出更多新的方法來的．