Question

實(shí)驗(yàn)桌上有細(xì)線若干、兩種規(guī)格的鉤碼（0.5N、2N）足夠多、彈簧測力計(jì)一只（量程為5N、分度值為0.2N）、三種規(guī)格的注射器A、B、C（量程分別為20ml、10ml和5ml）如圖1、滑輪一只以及刻度尺一把．要求利用現(xiàn)有器材粗略測量大氣壓強(qiáng)．甲同學(xué)設(shè)計(jì)的方案如圖2示，乙同學(xué)設(shè)計(jì)的方案如圖3示．

請回答下列問題：
（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

為了排盡注射器內(nèi)的空氣

．
（2）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該在

活塞剛被拉動

時(shí)，讀取彈簧測力計(jì)的示數(shù)（或鉤碼的重力）；
（3）甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，彈簧測力計(jì)被拉到5N時(shí)，活塞仍沒有移動．欲仍然采用上述器材和方法完成實(shí)驗(yàn)，需作的改進(jìn)是：

換C注射器

．
（4）請你幫他把乙同學(xué)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)記錄表格補(bǔ)充完整，標(biāo)有“--”符號的空格不需要填寫．

鉤碼的個(gè)數(shù)	大氣對活塞的壓力F/N	注射器的容積V/ml		活塞的橫截面積S/m2	大氣壓強(qiáng)的值P/Pa
--	--	--	--	--	--

（5）小明了解到班內(nèi)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)誤差普遍很大，有的偏大，有的偏�。�請分析，該實(shí)驗(yàn)過程中導(dǎo)致誤差的因素有（請寫出兩條）
①

空氣沒有排盡

；
②

橡皮帽密封不好

；
（6）按乙方案實(shí)驗(yàn)時(shí)，掛上最后一個(gè)鉤碼后，發(fā)現(xiàn)活塞開始加速運(yùn)動，為了既快捷又較準(zhǔn)確地測出大氣壓力F，你認(rèn)為最恰當(dāng)?shù)牟僮魇牵?!--BA-->

先加大鉤碼至活塞被拉動，取走一個(gè)鉤碼，用彈簧測力計(jì)豎直向下拉動

．

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，要拉動活塞需要很大的力．
（2）注射器內(nèi)的空氣我們要事先排凈，拉動活塞滑動時(shí)的拉力就約等于大氣對活塞的壓力；
（3）壓力的大小跟活塞的作用面積有關(guān)，在大氣壓強(qiáng)一定時(shí)，面積越小，壓力會越小，所以應(yīng)選擇較小的注射器．
（4）測橫截面積時(shí)，根據(jù)公式S=

V

L

，我們還要量一個(gè)注射器刻度的長；
（5）造成誤差的主要原因是多方面的，有可能是注射器內(nèi)的空氣沒有排盡、或橡皮帽密封不好、拉力和長度讀數(shù)不準(zhǔn)確等．
（6）因?yàn)楹茈y保證拉力的大小正好是鉤碼重的整數(shù)倍，所以借助彈簧測力計(jì)還是很有必要的．

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）當(dāng)活塞剛開始滑動時(shí)，說明拉力正好克服了大氣的壓力，是一對平衡力，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)就等于大氣產(chǎn)生的壓力；
（3）因?yàn)榇髿獾膲簭?qiáng)是一定的，根據(jù)公式F=pS，受力面積越小，壓力也會越小，所以當(dāng)彈簧測力計(jì)量程不夠時(shí)，可換用量程更小的C注射器；
（4）要想得到活塞的橫截面積S，根據(jù)公式S=

V

L

，我們必須還要量出注射器所有刻度的長L，見表格：
（5）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，測量結(jié)果小于一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，造成誤差的主要原因是由于注射器內(nèi)的空氣沒有排盡、或橡皮帽密封不好、拉力和長度讀數(shù)不準(zhǔn)確等；拉動活塞時(shí)活塞和筒壁間有摩擦這會造成最終測量的結(jié)果偏大．
（6）因?yàn)殂^碼的重力已經(jīng)固定，缺少靈活性，所以可在鉤碼下掛彈簧測力計(jì)，拉動彈簧測力計(jì)；
故答案為：（1）為了排盡注射器內(nèi)的空氣；（2）活塞剛被拉動；（3）換C注射器；
（4）

鉤碼的個(gè)數(shù)	大氣對活塞的壓力F/N	注射器的容積V/ml	注射器有刻度部分的長度L/cm	活塞的橫截面積S/m2	大氣壓強(qiáng)的值P/Pa
--	--	--	--	--	--

（5）①空氣沒有排盡，②橡皮帽密封不好；
（6）先加大鉤碼至活塞被拉動，取走一個(gè)鉤碼，用彈簧測力計(jì)豎直向下拉動．

點(diǎn)評：此題考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、分析推理能力以及運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力．試題情景聯(lián)系生活實(shí)際，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念．