Question

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

排出注射器中的空气

．
（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=

FL

V

．
（3）接下来小虎同学设计了这样一个实验步骤“取下橡皮帽，然后用弹簧测力计水平匀速拉动注射器活塞，读出测力计的示数”． 小虎同学设计这一步实验的目的是：

测量注射器内壁间的摩擦力

．
（4）实验过程中注射器筒内漏进了少量空气．则测得的大气压值

偏小

（进填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（5）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

．

Answer 1

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=

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）若实验中注射器与活塞之间摩擦较大，则测得的拉力F变大，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏大．
（4）注射器筒内有空气会使拉力变小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；
（5）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．
（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=

V

L

将测量结果代入压强公式得：p=

F

S

=

F

V L

=

FL

V

．
（3）如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大，拉力的测量值会偏大，导致测得的大气压值偏大；“取下橡皮帽，然后用弹簧测力计水平匀速拉动注射器活塞，读出测力计的示数”即测出注射器内壁间的摩擦力，所以这一步实验的目的是：测量注射器内壁间的摩擦力．
（4）如果筒内空气没有排尽，拉力的测量值会偏小，根据公式P=

F

S

可知，导致测得的大气压值偏小．
（5）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100000Pa，当面积为2cm²，即0.0002m²时，
由p=

F

S

，可得F=pS=100000Pa×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，
故理由是拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程．
故答案为：（1）排尽筒内的空气；
（2）

FL

V

．
（3）测量注射器内壁间的摩擦力；
（4）偏小；
（5）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=

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．对测量结果的评估则主要看是否对几个测量值造成了影响，造成了怎样的影响，最后确定是偏大或偏小