Question

氣壓跟天氣有密切的關系．一般地說，地面上高氣壓的地區往往是晴天，地面上低氣壓的地區往往是陰雨天．這是壯狀同學上網查氣壓與天氣的關系知道的．在一個晴朗的天氣，他和同學們進行了粗測大氣壓的實驗．現有器材：注射器（帶有刻度部分的體積為V）、彈簧測力計、刻度尺、細尼龍繩、橡皮帽等器材．他進行了如下實驗：
（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 ）請你繼續幫他完成實驗步驟：

 

．
（ 3 ）大氣壓的表達式

 

．
（4）請你對實驗過程中產生誤差的主要環節進行分析，并提出改進意見：

Answer 1

分析：（1）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．
（2）分別測量活塞橫截面積S和拉動時的拉力F，然后算出活塞的橫截面積．
（3）利用p=

F

S

求出大氣壓強的表達式．
（4）根據針筒與活塞之間的摩擦使測量值偏大等原因，提出改進意見．

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的空氣．
（2）如圖甲所示，用細線拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞剛被拉動時，記下彈簧測力計的示數為F．如圖乙所示，用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為L，計算出活塞的橫截面積
（3）∵p=

F

S

，
∴p=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

，
（4）實驗過程中產生誤差的主要環節是針筒與活塞之間的摩擦使測量值偏大； 將橡皮帽拿下，將活塞推到針筒底部，用彈簧測力計勻速拉動活塞，讀出彈簧測力計的示數F₁，則所測得的大氣壓力為F-F₁．
故答案為：（1）排盡注射器內的空氣；（2）用細線拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞剛被拉動時，記下彈簧測力計的示數為F．如圖乙所示，用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為L，計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量值偏大； 將橡皮帽拿下，將活塞推到針筒底部，用彈簧測力計勻速拉動活塞，讀出彈簧測力計的示數F₁，則所測得的大氣壓力為F-F₁．

點評：作為一個不是按課本方法進行測量大氣壓的實驗，關鍵是在弄清實驗的原理，然后才能分析出實驗需要測量的是哪些物理量，怎么才能計算出大氣壓強的值．