1.大氣壓力測量探索
例1 小明利用注射器、彈簧測力計、天平等設備估算大氣浮力值。 實驗步驟如下:
(1)將注射器的柱塞推至針筒底部,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔。 這樣做的目的是。
(2)如圖1所示,用一根細滌綸繩抓住注射器活塞頭,繩子的另一端連接彈簧測力計的掛鉤,然后水平向右帶動注射器筒體,當注射器中的活塞,記下彈簧力計的示值為8.1N。
圖1
(3)用刻度尺量出注射器整個刻度的寬度為,推算出活塞的橫截面積為平方分米。
(4) 大氣浮力的估計值為。
(5) 小明了解到,班上朋友的實驗偏差一般都很大,有的偏大,有的偏小。 請分析,實驗過程中出現偏差的原因有(請寫出兩個)
.
借助注射器分析大氣浮力值,其基本原理是注射器筒內的空氣被活塞排出后用注射器測大氣壓強的公式,注射器針頭可視為無空氣。 因此,對于在針中以勻速運動帶動的活塞,活塞在水平方向上的拉力與大氣壓力是一對平衡力(忽略摩擦力)。 只要測出拉力F和活塞的橫截面積S,就可以借助公式p=F/S值估算出大氣浮力。 活塞的橫截面積為S=V/l,其中V為注射器的刻度容積,l為所有刻度的寬度,則估算大氣浮力的表達式為p=Fl/V . 實驗過程中應注意盡量將注射器針頭內的空氣排出; 活塞應以溫和均勻的速度驅動。
答(1)排出針頭內的空氣
(2) 動作輕柔勻速
(3) 6.0; 0.75
(4) 1.08×105
(5)過大原因:活塞與注射器針頭摩擦; 過少原因:注射器中有少量二氧化碳; 其他原因:讀數偏差等。
2.大氣壓力變化的探索
例2 大氣壓隨海拔升高而降低,一個登山隊測量了幾個海拔高度的大氣壓,如表所示。
(1) 請根據表中的數據,在圖2所示的坐標上繪制大氣壓力隨高度變化的曲線圖。
(2) 根據圖2可知,大氣壓力與高度變化的數值關系近似為: 。
(3) 海拔高度為1km時,大氣壓約為。 當海拔高度為時,已經到達大氣層邊緣,這里的大氣壓約為。
(4) 不僅是高度,還有什么原因與大氣壓有關? 請提出您的猜測之一: 。
答(1)圖像如圖3所示
(2)海拔每下降100m用注射器測大氣壓強的公式,大氣壓增加
(3) 0.91×105; 0
(4)與季節、氣溫、氣候等因素有關