Question

小明所设计的“估测大气压的值”的实验方案如下：
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔；
②如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒．当注射器中的活塞刚开始移动时，记下弹簧测力计的示数F；
③观察并记录注射器筒上所标明的容积V，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L．
（1）根据以上实验方案，用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式p=

FL

V

．
（2）按照上述实验方案，若测得的大气压强的值比实际值偏小，你认为可能的原因是

注射器内还有少量的空气

．
（3）按照上述实验方案，若测得的大气压强的值比实际值偏大，你认为可能的原因是

注射器内外筒壁存在摩擦

．

Answer 1

分析：（1）先求出大气的压力，再求注射器的横截面积，最后由压强公式P=

F

S

，求大气压．
（2）如果注射器内存在一定量的气体，气体对注射器活塞有压力，使弹簧对活塞的拉力小于大气压力，从而使测量值偏小．
（3）如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡时，拉力F大于大气对活塞的压力，从而使测量值偏大．

解答：解：（1）以注射器活塞为研究对象，它在水平方向上受水平的拉力F，大气对注射器活塞的压力F_N，而平衡，所以F_N=F，活塞的横截面积S=

V

L

，则大气压强P=

FN

S

=

F

V L

=

FL

V

．
（2）大气压的测量值偏小，是因为注射器内有空气，它对活塞有压力，使弹簧秤对活塞的拉力F小于大气对活塞的压力F_N，F＜F_N，因为P_实=

FN

S

，P_测=

F

S

，所以P_测＜P_实，测量值偏小．
（3）测量值偏大的原因是：注射器内外筒壁存在摩擦，使力F大于大气的压力F_N，从而使测量值偏大．
故答案为：（1）

FL

V

 （2）注射器内还有少量的空气．（3）注射器内外筒壁存在摩擦．

点评：本题是一道实验探究题，要求学生有较强的能力，是一道难题，学生应认真分析解答．