Question

小明所設計的“估測大氣壓的值”的實驗方案如下：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用一個橡皮帽封住注射器的小孔；
②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；
③觀察并記錄注射器筒上所標明的容積V，用刻度尺測出注射器的全部刻度長度L．
（1）根據以上實驗方案，用測得和記錄的物理量計算大氣壓強的表達式p=

FL

V

．
（2）按照上述實驗方案，若測得的大氣壓強的值比實際值偏小，你認為可能的原因是

注射器內還有少量的空氣

．
（3）按照上述實驗方案，若測得的大氣壓強的值比實際值偏大，你認為可能的原因是

注射器內外筒壁存在摩擦

．

Answer 1

分析：（1）先求出大氣的壓力，再求注射器的橫截面積，最后由壓強公式P=

F

S

，求大氣壓．
（2）如果注射器內存在一定量的氣體，氣體對注射器活塞有壓力，使彈簧對活塞的拉力小于大氣壓力，從而使測量值偏小．
（3）如果活塞與注射器內壁間存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡時，拉力F大于大氣對活塞的壓力，從而使測量值偏大．

解答：解：（1）以注射器活塞為研究對象，它在水平方向上受水平的拉力F，大氣對注射器活塞的壓力F_N，而平衡，所以F_N=F，活塞的橫截面積S=

V

L

，則大氣壓強P=

FN

S

=

F

V L

=

FL

V

．
（2）大氣壓的測量值偏小，是因為注射器內有空氣，它對活塞有壓力，使彈簧秤對活塞的拉力F小于大氣對活塞的壓力F_N，F＜F_N，因為P_實=

FN

S

，P_測=

F

S

，所以P_測＜P_實，測量值偏小．
（3）測量值偏大的原因是：注射器內外筒壁存在摩擦，使力F大于大氣的壓力F_N，從而使測量值偏大．
故答案為：（1）

FL

V

 （2）注射器內還有少量的空氣．（3）注射器內外筒壁存在摩擦．

點評：本題是一道實驗探究題，要求學生有較強的能力，是一道難題，學生應認真分析解答．