Question

某課外興趣小組用容積為20cm³的注射器、彈簧測力計、刻度尺各一只，設計了一個估測大氣壓強的小實驗，主要步驟如下：
A、把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用-個橡皮帽封住注射器的小孔；
B、如圖所示，用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與固定在墻上的彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢地拉動注射器筒．當注射器中的活塞剛開始移動時，記下彈簧測力計的示數F為18N；
C、用刻度尺測出

 

的長度，為10cm．
思考并回答：
（1）實驗步驟A的目的是

 

．
（2）補全實驗步驟C中的空缺：

 

．
（3）用測得和記錄的物理量計算大氣壓強值p=

 

．
（4）實驗時，有的同學測量結果偏大，有的偏小．若筒內空氣沒有排盡，將導致測得的大氣壓強值

 

；若注射器活塞與內壁間摩擦太大，將導致測得的大氣壓強值

 

．（偏大/偏小/不變）．

Answer 1

分析：實驗依據的原理是p=

F

S

，F就是大氣對注射器的壓力，可通過彈簧測力計的拉力讀出，S是注射器的橫截面積，可通過注射器的容積和長度計算得出．實驗中要先排出注射器內的空氣，這樣拉動時才能形成真空，拉力的讀出是最容易產生誤差的環節之一．

解答：解：（1）實驗步驟A的目的是為了排出注射器中的空氣，并利用橡皮帽堵住使空氣不再進入；
（2）根據圓柱體求面積的公式S=

V

L

，必須量出全部刻度的長L才能計算出橫截面積的大小；
（3）大氣壓強p=

F

S

=

18N

2×10-5m3 0.1m

=9×10⁴Pa，
（4）在實驗過程中，如果注射器內的空氣沒有完全排凈，則測量出來的大氣壓總是比實際值要小．
若注射器活塞與內壁間摩擦太大，則彈簧測力計的示數F增大，由壓強公式可知，將導致測得的大氣壓強值偏大．
故答案為：注射器全部刻度；
（1）排盡注射器內的空氣；（2）注射器全部刻度；（3）9×10⁴Pa；（4）偏小；偏大．

點評：了解這一實驗依據的原理，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果偏小，而拉動時摩擦力較大則會使結果偏大．