Question

14．实验桌上有弹簧测力计一只（量程为5N、分度值为0.2N）、三种规格的注射器A、B、C（量程分别为20ml、10ml和2ml）、刻度尺一把．要求利用现有器材粗略测量大气压强．某同学选定器材并设计方案如图所示．

请回答下列问题：
（1）实验中，应该在注射器活塞活塞刚开始滑动时，读取弹簧测力计的示数；
（2）该同学在实验时发现，弹簧测力计被拉到5N时，活塞仍没有移动．欲仍然采用此方案完成实验，需作的改进是：换用2mL的小注射器；
（3）该同学正确操作，发现测出的结果误差较大，请你指出其中的一个原因活塞与筒壁间有摩擦．

Answer 1

分析 （1）注射器内的空气我们要事先排净，拉动活塞滑动时的拉力就约等于大气对活塞的压力；
（2）压力的大小跟活塞的作用面积有关，在大气压强一定时，面积越小，压力会越小，所以应选择较小的注射器；
（3）实验中，空气没有排净、活塞与注射器筒的摩擦、读数时机的选择等都会影响到测量的结果．

解答 解：（1）当活塞刚开始滑动时，说明拉力正好克服了大气的压力，是一对平衡力，此时弹簧测力计的示数就等于大气产生的压力；
（2）因为大气的压强是一定的，根据公式F=pS，受力面积越小，压力也会越小，所以当弹簧测力计量程不够时，可换用量程更小的2ml的注射器；
（5）注射器活塞与筒壁间有摩擦，测得的读数偏大，根据p=$\frac{F}{S}$计算的结果会偏大．
故答案为：（1）活塞刚开始滑动；（2）换用2mL的小注射器；（3）活塞与筒壁间有摩擦．

点评 此类实验依据p=$\frac{F}{S}$进行设计，知道弹簧测力计测出的拉力正好是大气对活塞的压力，活塞的横截面积就是力的作用面积，这样就可以求出大气压强了．但受客观条件的影响，此实验却难保测量的准确性．