Question

氣壓跟天氣有密切的關(guān)系．一般地說(shuō)，地面上高氣壓的地區(qū)往往是晴天，地面上低氣壓的地區(qū)往往是陰雨天．這是壯狀同學(xué)上網(wǎng)查氣壓與天氣的關(guān)系知道的．在一個(gè)晴朗的天氣，他和同學(xué)們進(jìn)行了粗測(cè)大氣壓的實(shí)驗(yàn)．現(xiàn)有器材：注射器（帶有刻度部分的體積為V）、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、細(xì)尼龍繩、橡皮帽等器材．他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，這樣做的目的是

 

．
（ 2 ）請(qǐng)你繼續(xù)幫他完成實(shí)驗(yàn)步驟：

 

．
（ 3 ）大氣壓的表達(dá)式

 

．
（4）請(qǐng)你對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生誤差的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)意見(jiàn)：

Answer 1

分析：（1）本實(shí)驗(yàn)的原理是：先排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在往外拉活塞時(shí)，由于外界大氣壓的作用，要拉動(dòng)活塞需要很大的力．
（2）分別測(cè)量活塞橫截面積S和拉動(dòng)時(shí)的拉力F，然后算出活塞的橫截面積．
（3）利用p=

F

S

求出大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式．
（4）根據(jù)針筒與活塞之間的摩擦使測(cè)量值偏大等原因，提出改進(jìn)意見(jiàn)．

解答：解：（1）將活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，這樣做的目的是為了排盡注射器內(nèi)的空氣．
（2）如圖甲所示，用細(xì)線(xiàn)拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛被拉動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F．如圖乙所示，用刻度尺測(cè)出注射器全部刻度的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，計(jì)算出活塞的橫截面積
（3）∵p=

F

S

，
∴p=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

，
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生誤差的主要環(huán)節(jié)是針筒與活塞之間的摩擦使測(cè)量值偏大； 將橡皮帽拿下，將活塞推到針筒底部，用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)活塞，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁，則所測(cè)得的大氣壓力為F-F₁．
故答案為：（1）排盡注射器內(nèi)的空氣；（2）用細(xì)線(xiàn)拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛被拉動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F．如圖乙所示，用刻度尺測(cè)出注射器全部刻度的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，計(jì)算出活塞的橫截面積S；（3）

FL

V

；（4）針筒與活塞之間的摩擦使測(cè)量值偏大； 將橡皮帽拿下，將活塞推到針筒底部，用彈簧測(cè)力計(jì)勻速拉動(dòng)活塞，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁，則所測(cè)得的大氣壓力為F-F₁．

點(diǎn)評(píng)：作為一個(gè)不是按課本方法進(jìn)行測(cè)量大氣壓的實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是在弄清實(shí)驗(yàn)的原理，然后才能分析出實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的是哪些物理量，怎么才能計(jì)算出大氣壓強(qiáng)的值．