Question

15．小亮用如圖實驗做“估測大氣壓值”的實驗．
（1）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，沿正確的方向慢慢拉動注射器筒，當注射器的活塞剛開始滑動時記下彈簧測力計示數(shù)（即大氣對活塞的壓力）F；
C、讀出注射器的容積V；
D、用刻度尺測出注射器的全部長度L．
（2）思考并回答：
①實驗步驟A的目的是排出注射器筒中的空氣．
②指出以上實驗步驟中的錯誤并改正：用刻度尺測出注射器的全部長度L，用刻度尺測出注射器的全部刻度的長L．
③用測得的物理量表示大氣壓強的表達式P=$\frac{FL}{V}$．
④此實驗測得大氣壓的測量值比實際值要偏小（填“偏大”、“相等”、“偏小”），原因是因為注射器漏氣或空氣沒排凈．

Answer 1

分析 （1）注射器內(nèi)的空氣排不凈時，里面的氣體會產(chǎn)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）（3）本實驗的原理是：先排出注射器內(nèi)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(jù)P_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強的值．
（4）當注射器漏氣或空氣沒排凈時，會造成拉力F偏小，在面積S不變時，所測量的大氣壓值會偏�。�

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(nèi)空氣對活塞的作用，從而減小誤差．
②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；故錯誤是“用刻度尺測出注射器的全部長度L”，應該是“注射器的全部刻度的長L”．
③根據(jù)V=SL得：
活塞的橫截面積 S=$\frac{V}{L}$． 
所以大氣壓強為，P_大氣=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．
④注射器漏氣時，里面的氣體會產(chǎn)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排出注射器筒中的空氣；②用刻度尺測出注射器的全部長度L；用刻度尺測出注射器的全部刻度的長L；③$\frac{FL}{V}$；④偏�。蛔⑸淦髀�氣或空氣沒排凈．

點評 了解這一實驗依據(jù)的原理，才能搞清每一步設計的理由，也才能通過公式求出大氣壓的值．在分析誤差時，一般由于排不凈空氣會使結(jié)果偏小，而拉動時摩擦力較大則會使結(jié)果偏大、漏氣時測量結(jié)果偏小等．