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粗略測算大氣壓強的實驗

【實驗目的】：
粗略估算大氣壓強的數值。
【實驗器材】：
注射器；彈簧測力計；細線；橡皮帽；刻度尺。
【實驗原理】：
P=F/S
知識依據：二力平衡（利用注射器的活塞受到彈簧測力計和大氣壓力處于平衡狀態時，即二力平衡。）
【實驗步驟】：

①把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；
②如圖甲所示，用細線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動針筒，當活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數為F；
③讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V；
④用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L。
【實驗記錄】：
大氣對活塞
的壓力F/N 注射器的容積V/ml 注射器有刻度的部分的長度l/cm 活塞的橫截面積S/m2 大氣壓的值P/Pa


【數據處理】：
①注射器近似圓柱體，由體積公式可以算出活塞的橫截面積S=V/L
②根據公式p= 求出大氣壓強；
【考點方向】
1、該實驗求出的大氣壓是估測數值，和真實的大氣壓數值存在差距主要原因是兩方面：
答：一、 ；二、 。
2、若不考慮其它因素，根據　 　的知識可知，研究對象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等。
3、注射器頂端裝針頭處空氣無法排盡，這將會使測量結果　 　。
4、空氣無法排盡可以采取的方法是： 。
5、實驗前在活塞周圍涂抹潤滑油主要好處有：一、 ；二、 。
6、實驗過程中讓彈簧測力計和注射器保持在水平方向目的：可以減小　 　對實驗的影響，從而提高 。
7、當彈簧測力計量程不夠時或者為了拉動時更省力可以采取的方法是： 。
8、該實驗的原理依據是： 。
知識依據： （利用注射器的活塞受到彈簧測力計和大氣壓力處于平衡狀態時，即二力平衡。）
9、把注射器的活塞推到注射器筒的底端，這樣做的目的是　 。（從而使得作用在活塞上的力只有大氣壓力和彈簧測力計拉力）
10、實驗過程中應該 拉動注射器筒，當注射器的活塞 時，記下彈簧測力計的示數，此時拉力等于大氣壓力。
11、實驗過程中為了減小活塞與筒壁之間的摩擦除了采用涂抹潤滑油外，還可以采用哪些方法： 。
12、如果考慮活塞和筒壁之間摩擦力對實驗的影響，所測的大氣壓值應該比標準值 。
【創新母題】：小明利用最大刻度值標有2.5mL的一次性注射器等器材，對大氣壓的值進行測量。實驗步驟如下：
A、把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；
B、用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，沿正確的方向慢慢拉動注射器筒，當注射器的活塞剛開始滑動時記下彈簧測力計示數F=7.5N；
C、測出注射器的全部長度L=4cm.

圖甲 圖乙
（1）實驗所用的器材為：注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽、水和 。
（2）測量大氣壓的原理為： ，受力面積S的表達式為： ；實驗中研究對象為 ，不考慮摩擦時，以此研究對象為受力物體的兩個施力物體分別為 和 。
（3）在如圖所示的裝置中，小明不能采用圖 的裝置來估測大氣壓強，其原因是 。
（4）實驗時，可先在活塞周圍涂抹潤滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個好處；一是減小 ；二是 。
（5）反思并回答：
①實驗步驟A的目的是 。
②指出以上實驗步驟中的錯誤： 。
③步驟B中為什么要在注射器的活塞開始滑動時記下彈簧測力計的示數？ 。
④用測得的物理量表示大氣壓強的表達式：p= 。
（6）托里拆利實驗是世界上第一個測出大氣壓的實驗；1標準大氣壓相當于 cm高水銀柱產生的壓強，約為 Pa。
（7）小明發現，同學們在做此實驗時測得的大氣壓值誤差較大，對此小形與同學找出了下列可能的原因： 。
①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體；②活塞與注射器筒壁間有摩擦；③彈簧測力計的示數沒有讀準：④活塞與注射器筒壁不完全密封。上述原因一定會使測量值小于真實值的是（填寫序號）。
（8）實驗室有甲、乙兩個注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm2和2cm2， 若彈簧測力計量程為10N，實驗時應選用 （選填“甲”或“乙”）注射器。
練習1.（2019·泰州）小明用2mL的注射器、量程為0～10N的彈簧測力計和刻度尺粗略測量大氣壓的值，本實驗的原理是二力平衡和p=_ __。

步驟一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步驟二：如圖所示安裝好器材，水平向右緩慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞_ __時，記下彈簧測力計的示數為5.2N。
步驟三：用刻度尺測出注射器__ _長度為4.00cm
步驟四：算出大氣壓強值為__ _Pa。
同組的小華分析了影響實驗結果的可能因素后，對實驗進行了如下改進：
①將步驟一改為：先將注射器內抽滿水，再豎直向上推動活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，這樣便于_ __。
②取下橡皮帽,重復步驟二的操作,讀得彈簧測力計的示數為0.3N由此可知,此時活塞所受到的_ __(摩擦力/大氣壓力)為0.3N。小華根據改進后測得的數據，重新計算大氣壓的值。
練習2.（2018?無錫）為了測量大氣壓強，某同學選擇的器材有：2.5ml的注射器、0～10N的彈簧測力計、刻度尺和細線，實驗步驟如下
（1）如圖甲，用刻度尺測出注射器有刻度部分的長度L=　 　cm。
（2）如圖乙，把注射器活塞推推至筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，水平向右慢慢拉動注射器簡，當注射器中的活塞開始滑動時，記錄彈簧測力計的示數F=　 　N。
（3）該同學所測得的大氣壓強值為　 　Pa。

練習3.（2018·咸寧）物理興趣小組的同學利用周末開展一次登山活動，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測力計、細線、刻度尺等相關用品測量山頂的大氣壓．測量方案如下：

A．把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；
B．如圖甲所示，用細線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動針筒，當活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數為F；
C．讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V；
D．用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L。
（1）請根據他們設計的方案回答以下問題：測量中，分析研究的是大氣對________（選填“針筒”或“活塞”）的壓力，當活塞相對于針筒開始滑動時，以地面為參照物，研究對象處于________狀態．若不考慮其它因素，根據________的知識可知，研究對象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等。
（2）實驗時同學們發現注射器頂端裝針頭處空氣無法排盡，這將會使測量結果________（選填“偏大”“不變”或“偏小”）．同學們聯想到去醫院打針的情景，可采取簡單的辦法將注射器內空氣排盡．你的方法是_____ ___。
（3）測量前，有同學建議在活塞周圍涂抹潤滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個好處：一是活塞的密封性好；二是可以________．實驗過程中他們讓彈簧測力計和注射器保持在水平方向，可以減小________對實驗的影響，從而提高實驗的精確程度。
（4）若同學們用圖乙中B注射器在測量時，彈簧測力計被拉到5N，活塞仍沒有滑動．可改用圖乙中的________（選填“A”或“C”）注射器．用測量步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則p=________。
練習4.（2019·黃石）如圖所示，在一個標準大氣壓下，用1m長玻璃管做托里拆利實驗，管中水銀柱高度為__ _mm。