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20.小虎同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值.
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是:排尽筒内的空气,密封注射器;
(2)如图所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L.则大气压的值可表示为p=$\frac{FL}{V}$;
(3)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用甲(选填“甲”或“乙”)注射器,理由是拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程.

分析 (1)实验中要排出注射器内的空气,这样在拉动活塞时,注射器内部会接近于真空,这样才能测出大气的压力;
(2)明确实验的原理,才能完成实验步骤的补充.当注射器中的活塞开始滑动时,此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等;因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式S=$\frac{V}{L}$来求出,知道注射器的容积,还需要用刻度尺量出其刻度部分的长度;利用压强的公式,代入测量的数据可得出表达式;
(3)根据拉动甲、乙两个注射器的活塞的横截面积,分别计算出标准大气压所需要的拉力即可选择.

解答 解:(1)实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气,使注射器密封.
(2)当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,因此需要记录此时的示数;
注射器是一个圆柱体形状,因此,应量出其刻度部分的长度,再读出空积V,得出活塞的面积S=$\frac{V}{L}$将测量结果代入压强公式得:P=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$.
(3)因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2
当大气压约为105Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,
由P=$\frac{F}{S}$可得,F=PS=105Pa×0.0002m2=20N,
因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,
所以实验时应选用甲注射器.
故答案为:(1)排尽筒内的空气,密封注射器;
(2)$\frac{FL}{V}$.
(3)甲;拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程.

点评 利用注射器测量大气压时,用到的公式是p=$\frac{F}{S}$所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S.利用二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,利用几何知识可得出活塞的面积S,便可求出大气压的值了.

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