Question

19．某科學(xué)實驗小組利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材測量大氣壓強的值，實驗步驟如下：
（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，這樣做的目的是排出注射器內(nèi)的空氣．
（2）如圖所示，用細(xì)尼龍繩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(dāng)注射器中的活塞剛被拉動時，記下彈簧測力計的示數(shù)為29.9N．

（3）如圖所示，用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為5.60cm，計算出活塞的橫截面積．
（4）計算得到大氣壓強的數(shù)值為8.38×10⁴Pa．
（5）小組中有的同學(xué)測量偏大，有的同學(xué)測量偏小，分析實驗過程中導(dǎo)致誤差的因素：
①小宇的實驗數(shù)據(jù)總比真實值小的原因可能是注射器中空氣沒排盡、或橡皮帽密封不好、拉力和長度讀數(shù)不準(zhǔn)確等；
②小華的實驗數(shù)據(jù)總比真實值大的原因可能是活寒與注射器壁有摩擦．

Answer 1

分析 本實驗的原理是：先排出注射器內(nèi)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，這個力的大小為F=P_大氣S，故測出活塞橫截面積S和拉動時的拉力F，就可根據(jù)P_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強的值．

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．
（3）從圖中可以看出，注射器可容納的藥水容積為20ml=20cm³，這20cm³的刻度長度由刻度尺可看出為5.60cm，
故活塞的橫截面積為S=$\frac{V}{h}$=$\frac{20}{5.60}$cm²≈3.57cm²=3.57×10^-4m²．
（4）大氣壓強的值為：P_大氣=$\frac{F}{S}$=$\frac{29.9}{3.57}$Pa≈8.38×10⁴Pa．
（5）小宇的測量結(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；
小華的實驗數(shù)據(jù)總比真實值大的原因可能是：拉動活塞時活塞和筒壁間有摩擦這會造成最終測量的結(jié)果偏大．
故本題答案為：（1）排盡注射器內(nèi)的空氣；（3）5.60；（4）8.38×10⁴；
（5）①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；②活塞與筒壁之間有摩擦．

點評 作為一個不是按課本方法進行測量大氣壓的實驗，關(guān)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．