Question

气压跟天气有密切的关系．一般地说，地面上高气压的地区往往是晴天，地面上低气压的地区往往是阴雨天．这是壮状同学上网查气压与天气的关系知道的．在一个晴朗的天气，他和同学们进行了粗测大气压的实验．现有器材：注射器（带有刻度部分的体积为V）、弹簧测力计、刻度尺、细尼龙绳、橡皮帽等器材．他进行了如下实验：
（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，这样做的目的是

 

．
（ 2 ）请你继续帮他完成实验步骤：

 

．
（ 3 ）大气压的表达式

 

．
（4）请你对实验过程中产生误差的主要环节进行分析，并提出改进意见：

Answer 1

分析：（1）本实验的原理是：先排出注射器内的空气，这样在往外拉活塞时，由于外界大气压的作用，要拉动活塞需要很大的力．
（2）分别测量活塞横截面积S和拉动时的拉力F，然后算出活塞的横截面积．
（3）利用p=

F

S

求出大气压强的表达式．
（4）根据针筒与活塞之间的摩擦使测量值偏大等原因，提出改进意见．

解答：解：（1）将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，这样做的目的是为了排尽注射器内的空气．
（2）如图甲所示，用细线拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为F．如图乙所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为L，计算出活塞的横截面积
（3）∵p=

F

S

，
∴p=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

，
（4）实验过程中产生误差的主要环节是针筒与活塞之间的摩擦使测量值偏大； 将橡皮帽拿下，将活塞推到针筒底部，用弹簧测力计匀速拉动活塞，读出弹簧测力计的示数F₁，则所测得的大气压力为F-F₁．
故答案为：（1）排尽注射器内的空气；（2）用细线拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为F．如图乙所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为L，计算出活塞的横截面积S；（3）

FL

V

；（4）针筒与活塞之间的摩擦使测量值偏大； 将橡皮帽拿下，将活塞推到针筒底部，用弹簧测力计匀速拉动活塞，读出弹簧测力计的示数F₁，则所测得的大气压力为F-F₁．

点评：作为一个不是按课本方法进行测量大气压的实验，关键是在弄清实验的原理，然后才能分析出实验需要测量的是哪些物理量，怎么才能计算出大气压强的值．