Question

2．某课外兴趣小组用容积为20cm³的注射器、弹簧测力计、刻度尺各一只，设计了一个估测大气压强的小实验，主要步骤如下：

（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后，用一个橡皮帽堵住注射器的小孔．
（2）如图所示，用细尼龙绳拴在注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右匀速拉动注射器筒，当注射器中的活塞移动到某一位置时，立即记下弹簧测力计的示数F为18N．
（3）用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L为10cm．请根据以上实验资料算出大气压的值．

Answer 1

分析 此实验设计的主要依据在于利用公式p=$\frac{F}{S}$，想办法求出活塞横截面所受的大气压力和活塞的横截面积，进而求出大气压强的大小．求大气压力利用了它与拉力是一对平衡力，而求活塞的横截面积则利用了圆柱体体积的公式．

解答 解：因为注射器筒是一个圆柱体，根据圆柱体体积的公式V=SL可得，圆柱体的横截面积S=$\frac{V}{L}$=$\frac{20c{m}^{3}}{10cm}$=2cm²=2×10^-4m²．
当拉力匀速拉动活塞运动时，拉力与大气给予活塞的压力是一对平衡力，所以p=$\frac{F}{S}$=$\frac{18N}{2×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=9×10⁴Pa．
答：大气压的值为9×10⁴Pa．

点评 类似的实验只能用于粗略测量大气压的大小．计算时从基本原理出发，把握好公式的运用，注意单位的统一才能确保正确算出大气压的值．