中考物理实验专题实验十三、粗略测算大气压强的实验

实验十三、粗略测算大气压强的实验

【实验目的】：

  粗略估算大气压强的数值。

【实验器材】：

注射器；弹簧测力计；细线；橡皮帽；刻度尺。

【实验原理】：

            P=F/S

知识依据：二力平衡（利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气压力处于平衡状态时，即二力平衡。）

【实验步骤】： 

①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；

②如图甲所示，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动针筒，当活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F；

③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V；

④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。

【实验记录】：

【数据处理】：

    ①注射器近似圆柱体，由体积公式可以算出活塞的横截面积S=V/L

②根据公式p=求出大气压强；

【考点方向】

1、该实验求出的大气压是估测数值，和真实的大气压数值存在差距主要原因是两方面：

答：一、活塞与注射器之间存在摩擦；二、空气难以排尽。

2、若不考虑其它因素，根据　二力平衡　的知识可知，研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。

3、注射器顶端装针头处空气无法排尽，这将会使测量结果　偏小　。

4、空气无法排尽可以采取的方法是：将注射器内抽满水，端口向上推动活塞排水，使得顶端保留水，再封口。

5、实验前在活塞周围涂抹润滑油主要好处有：一、减小摩擦；二、增加气密性。

6、实验过程中让弹簧测力计和注射器保持在水平方向目的：可以减小　活塞自身重力　对实验的影响，从而提高实验的精确程度。

7、当弹簧测力计量程不够时或者为了拉动时更省力可以采取的方法是：可换用小量程注射器。（减小活塞的横截面积）

8、该实验的原理依据是：P=F/S。

知识依据：二力平衡（利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气压力处于平衡状态时，即二力平衡。）

9、把注射器的活塞推到注射器筒的底端，这样做的目的是　排尽筒内空气，密封注射器。（从而使得作用在活塞上的力只有大气压力和弹簧测力计拉力）

10、实验过程中应该水平方向、缓慢匀速拉动注射器筒，当注射器的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数，此时拉力等于大气压力。

11、实验过程中为了减小活塞与筒壁之间的摩擦除了采用涂抹润滑油外，还可以采用：在用橡皮套封住注射器端口前，将其注射器水平放置，用弹簧测力计匀速拉动活塞，测出摩擦力的大小，密封端口后再次拉动测得的弹簧测力计示数减去摩擦力就是大气压力。

12、如果考虑活塞和筒壁之间摩擦力对实验的影响，所测的大气压值应该比标准值偏大。

【创新母题】：小明利用最大刻度值标有2.5mL的一次性注射器等器材，对大气压的值进行测量。实验步骤如下：

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、用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，沿正确的方向慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计示数F=7.5N；

C、测出注射器的全部长度L=4cm.

             甲                    乙

（1）实验所用的器材为：注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水和         。

（2）测量大气压的原理为：                 ，受力面积S的表达式为：                ；实验中研究对象为              ，不考虑摩擦时，以此研究对象为受力物体的两个施力物体分别为         和           。

（3）在如图所示的装置中，小明不能采用图              的装置来估测大气压强，其原因是                                        。

（4）实验时，可先在活塞周围涂抹润滑油，然后将其插入针筒中，这样做有两个好处；一是减小                    ；二是                     。

（5）反思并回答：

①实验步骤A的目的是                             。

②指出以上实验步骤中的错误：                                 。

③步骤B中为什么要在注射器的活塞开始滑动时记下弹簧测力计的示数？              。

④用测得的物理量表示大气压强的表达式：p=             。

（6）托里拆利实验是世界上第一个测出大气压的实验；1标准大气压相当于       cm高水银柱产生的压强，约为            Pa。

（7）小明发现，同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大，对此小形与同学找出了下列可能的原因：           。

①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体；②活塞与注射器筒壁间有摩擦；③弹簧测力计的示数没有读准：④活塞与注射器筒壁不完全密封。上述原因一定会使测量值小于真实值的是（填写序号）。

（8）实验室有甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2， 若弹簧测力计量程为10N，实验时应选用            （选填“甲”或“乙”）注射器。

【答案】

（1）刻度尺；（2）P=F/S；S=V/L；活塞；绳子；大气（或空气）；（3）乙；活塞的重力影响拉力的测量；（4）摩擦；放置装置漏气；（5）排尽空气；C步骤应测出注射器有刻度部分的长度；此时注射器底部对活塞的作用力为零，拉力近似大气对活塞的压力；FL/V。（6）76；1.0×105；（7）①④；（8）甲。