Question

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度L．
（1）完成實驗步驟A的目的是

排出注射器筒中的空氣

．
（2）活塞的橫截面積S=

V

L

．
（3）計算大氣壓強的表達式為p=

FL

V

．
（4）由于注射器漏氣會導致所測量的大氣壓值

偏小

．（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值遠遠比實際數值偏小；
（2）本實驗的原理是：先排出注射器內的空氣，這樣在往外拉活塞時，由于外界大氣壓的作用，要拉動活塞需要很大的力，這個力的大小為F=P_大氣S，故測出注射器全部帶刻度的長度，求出活塞的橫截面積S和測出活塞剛被拉動時的拉力F，
就可根據P_大氣=FS求出大氣壓強的值．
由以上原理可求：活塞的橫截面積、需要紀錄的數據、大氣壓強的表達式以及實驗誤差造成的原因．

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的數值．
由二力平衡的條件可知：
F=P_大氣S=

V

L

P_大氣
所以，P_大氣=

FL

V

．
（4）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減小，所以導致所測量的大氣壓值偏小．
故答案為：（1）排出注射器筒中的空氣；（2）

V

L

；（3）

FL

V

；（4）偏小．

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=Fs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．