Question

2．小明利用最大刻度值標(biāo)有2.5mL的一次性注射器等器材，對大氣壓值進(jìn)行估測．

（1）小明的實(shí)驗(yàn)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小孔．
B．用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞頸部，使繩的一端與彈簧測力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)叫注射器（選填“活塞”或“注射器筒”）．當(dāng)活塞開始滑動(dòng)時(shí)，記下測力計(jì)的示數(shù)，即等于大氣對活塞的壓力F
C．用刻度尺測出注射器刻度部分的長度，記為L，讀出注射器的容積V，算出面積S．這里的S是指上圖中B（選填“A”或“B”）的面積．
D．最后計(jì)算出此時(shí)大氣壓的數(shù)值p=$\frac{FL}{V}$（寫出用測量值表示的表達(dá)式）．
（2）同組的小王發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處，空氣無法排盡，這將使得測量結(jié)果比當(dāng)天氣壓值�。�小王將小明的實(shí)驗(yàn)步驟A加以改進(jìn)：先讓注射器吸入少量水，然后將活塞推至注射器底端，再用橡皮帽封住注射器的小孔．此步驟的目的是排凈筒內(nèi)的空氣．
（3）小吳一組實(shí)驗(yàn)多次后發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果總比當(dāng)天氣壓大得多，于是小吳在完成A、B步驟、活塞回到注射器底端后，添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽，再次水平向右勻速拉動(dòng)，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)為1.2N”這一實(shí)驗(yàn)步驟，目的是減小摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡的條件，當(dāng)活塞剛剛拉動(dòng)時(shí)，彈簧測力計(jì)的拉力與大氣對活塞的壓力是一對平衡力；再根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$將測得的壓力和面積代入公式即可算出壓強(qiáng)的大��；
（2）注射器筒內(nèi)有空氣會(huì)導(dǎo)致測量值小于真實(shí)值；先讓注射器吸入少量水，然后將活塞推至注射器底端，這樣可排盡注射器小孔中殘余氣體，減小實(shí)驗(yàn)過程中的測量的誤差；
（3）如果活塞與注射器內(nèi)壁間存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡時(shí)，拉力F大于大氣對活塞的壓力，從而影響測量結(jié)果．

解答 解：
（1）B中：由于注射器活塞頸部，用繩與彈簧測力計(jì)的掛鉤相連，應(yīng)水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，這樣相當(dāng)于水平向右拉動(dòng)彈簧測力計(jì)的掛鉤；當(dāng)注射器中的活塞開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，說明此時(shí)拉力等于大氣對活塞的壓力．故記下的彈簧測力計(jì)示數(shù)，就是大氣對活塞的壓力F；
C中：因?yàn)榇髿鈮毫κ亲饔迷谧⑸淦鞯幕钊�上的，所以算出的面積S，是指注射器活塞的面積；
D中：注射器全部刻度的長度為L，有刻度部分的容積為V，注射器活塞的橫截面積為S=$\frac{V}{L}$，此時(shí)大氣壓的數(shù)值p=$\frac{F}{S}$=$\frac{FL}{V}$；
（2）橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體，產(chǎn)生的力會(huì)和外部大氣壓力抵消一部分，這樣使得彈簧測力計(jì)受到的拉力減小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會(huì)偏��；先讓注射器吸入少量水，然后將活塞推至注射器底端，使水充滿在注射器小孔中，這樣可排盡注射器小孔中殘余氣體，減小實(shí)驗(yàn)過程中的測量的誤差；
（3）如果活塞與注射器內(nèi)壁間存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡時(shí)，拉力F大于大氣對活塞的壓力，從而使測量值偏大．所以小吳的這一實(shí)驗(yàn)步驟，是為了減小摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響．
故答案為：（1）B：注射器筒；活塞開始滑動(dòng)；    C：B；   D：$\frac{FL}{V}$；  （2）��；排盡筒內(nèi)空氣；（3）摩擦力．

點(diǎn)評 本題屬于實(shí)驗(yàn)探究題，實(shí)驗(yàn)探究題一般對學(xué)生的要求都較高，不僅要求學(xué)生熟練掌握課本上所學(xué)的相關(guān)知識，還要求學(xué)生具有一定的發(fā)散思維．