我們不僅可以利用托里切利實驗來測量大氣壓,還可以利用浮力估算公式和二力平衡的知識來設計測量大氣壓的實驗。 【題目1】小明用一次性注射器等標有最大刻度值2.5mL的器具檢測大氣壓值。 實驗步驟如下: a. 先將柱塞推到注射器底部,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔。 b. 按圖示組裝好裝置,右手握住彈簧測力計使其保持水平方向,然后用左手慢慢水平移動針筒向右移動,當針筒內的活塞開始滑動時向左,記錄彈簧測力計的數值 指示為5.5N。 當你松開手時,你會發現注射器中的活塞向右滑動,彈簧測力計上的讀數為4.5N。 C。 測量注射器所有刻度的寬度為5cm。 d. 根據檢測數據,計算大氣壓力值。 (1) 實驗所用器材為:注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽、水和水。 (2)實驗過程中,小明將彈簧測力計和注射器筒保持水平方向,以減少對實驗的影響用注射器測大氣壓強的公式,提高實驗的準確性。 (3)根據小明測量的數據,估算大氣壓的數值。 (4) 小明發現小伙伴在這次實驗中測得的大氣壓值有較大偏差,小明和小伙伴發現了以下可能的原因:①注射器小孔內殘留二氧化碳被橡皮帽擋住; ②活塞與針筒壁有摩擦; ③彈簧測力計讀數不準確; ④活塞與針筒壁密封不嚴。 以上原因肯定會使檢測值大于實際值。 【試題解析】 本題考查如何設計一個測量大氣壓值的實驗。 解決這類查詢問題的關鍵是看清檢測原理。 觀察實驗裝置,研究實驗步驟,不難發現,這個實驗是基于二力平衡的知識來測量大氣對活塞的壓力。 借助幾何知識,測出活塞的受力面積S,即可根據浮力估算公式計算大氣壓力。 (1)實驗中要測量注射器的粗細,所以不僅要測量注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽、水,還要有刻度尺。 (2)垂直方向拉動活塞時,由于活塞受到自身重力作用,彈簧測力計的讀數會減小,所以要保持彈簧測力計與針筒處于水平方向,以減少沖擊力活塞上的重力。 實驗的影響用注射器測大氣壓強的公式,進而提高實驗的準確性。 (3) 實驗過程中,當注射器中的活塞開始向左滑動時,分析活塞所受的力:活塞向右的大氣壓力和針頭對活塞的摩擦力右邊與左邊的水平拉力平衡。 即:①松手后活塞立即向右滑動,活塞受力分析:向左的水平拉力和活塞向左的針頭摩擦力與大氣壓力平衡即:②①②公式結合得到:③讀題可知,注射器的容積為2.5ml,即2.5cm3,注射器整個刻度的寬度為L=5cm,則活塞越過