Question

15．小亮用如圖實(shí)驗(yàn)做“估測(cè)大氣壓值”的實(shí)驗(yàn)．
（1）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的小孔；
B、用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，沿正確的方向慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)（即大氣對(duì)活塞的壓力）F；
C、讀出注射器的容積V；
D、用刻度尺測(cè)出注射器的全部長度L．
（2）思考并回答：
①實(shí)驗(yàn)步驟A的目的是排出注射器筒中的空氣．
②指出以上實(shí)驗(yàn)步驟中的錯(cuò)誤并改正：用刻度尺測(cè)出注射器的全部長度L，用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度的長L．
③用測(cè)得的物理量表示大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式P=$\frac{FL}{V}$．
④此實(shí)驗(yàn)測(cè)得大氣壓的測(cè)量值比實(shí)際值要偏�。ㄌ睢捌�大”、“相等”、“偏小”），原因是因?yàn)樽⑸淦髀�氣或空氣沒排凈．

Answer 1

分析 （1）注射器內(nèi)的空氣排不凈時(shí)，里面的氣體會(huì)產(chǎn)生向外的壓力，而使所測(cè)大氣壓強(qiáng)的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)比實(shí)際數(shù)值偏��；
（2）（3）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(dòng)活塞需要很大的力，這個(gè)力的大小為F=P_大氣S，故測(cè)出注射器全部帶刻度的長度，求出活塞的橫截面積S和測(cè)出活塞剛被拉動(dòng)時(shí)的拉力F，就可根據(jù)P_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強(qiáng)的值．
（4）當(dāng)注射器漏氣或空氣沒排凈時(shí)，會(huì)造成拉力F偏小，在面積S不變時(shí)，所測(cè)量的大氣壓值會(huì)偏小．

解答 解：①注射器的活塞推至注射器筒的底端，會(huì)把注射器的空氣排掉，減少注射器內(nèi)空氣對(duì)活塞的作用，從而減小誤差．
②由F=P_大氣S=可知需要記錄：注射器的全部刻度的長L，以用來求活塞的橫截面積；故錯(cuò)誤是“用刻度尺測(cè)出注射器的全部長度L”，應(yīng)該是“注射器的全部刻度的長L”．
③根據(jù)V=SL得：
活塞的橫截面積 S=$\frac{V}{L}$． 
所以大氣壓強(qiáng)為，P_大氣=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．
④注射器漏氣時(shí)，里面的氣體會(huì)產(chǎn)生向外的壓力，使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小，所以導(dǎo)致所測(cè)量的大氣壓值偏小．
故答案為：①排出注射器筒中的空氣；②用刻度尺測(cè)出注射器的全部長度L；用刻度尺測(cè)出注射器的全部刻度的長L；③$\frac{FL}{V}$；④偏�。蛔⑸淦髀�氣或空氣沒排凈．

點(diǎn)評(píng) 了解這一實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理，才能搞清每一步設(shè)計(jì)的理由，也才能通過公式求出大氣壓的值．在分析誤差時(shí)，一般由于排不凈空氣會(huì)使結(jié)果偏小，而拉動(dòng)時(shí)摩擦力較大則會(huì)使結(jié)果偏大、漏氣時(shí)測(cè)量結(jié)果偏小等．