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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】：
大气对活塞
的压力F/N 注射器的容积V/ml 注射器有刻度的部分的长度l/cm 活塞的横截面积S/m² 大气压的值P/Pa


【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、 ；二、 。
2、若不考虑其它因素，根据　 　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　 　。
4、空气无法排尽可以采取的方法是： 。
5、实验前在活塞周围涂抹润滑油主要好处有：一、 ；二、 。
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　 　对实验的影响，从而提高 。
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： 。
8、该实验的原理依据是： 。
知识依据： （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　 。（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 拉动注射器筒，当注射器的活塞 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，还可以采用哪些方法： 。
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 。
【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.

图甲 图乙
（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。
练习1.（2019·泰州）小明用2mL的注射器、量程为0∼10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值，本实验的原理是二力平衡和p=_ __。

步骤一：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。
步骤二：如图所示安装好器材，水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞_ __时，记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三：用刻度尺测出注射器__ _长度为4.00cm
步骤四：算出大气压强值为__ _Pa。
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后，对实验进行了如下改进：
①将步骤一改为：先将注射器内抽满水，再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，这样便于_ __。
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知,此时活塞所受到的_ __(摩擦力/大气压力)为0.3N。小华根据改进后测得的数据，重新计算大气压的值。
练习2.（2018•无锡）为了测量大气压强，某同学选择的器材有：2.5ml的注射器、0～10N的弹簧测力计、刻度尺和细线，实验步骤如下
（1）如图甲，用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L=　 　cm。
（2）如图乙，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，水平向右慢慢拉动注射器简，当注射器中的活塞开始滑动时，记录弹簧测力计的示数F=　 　N。
（3）该同学所测得的大气压强值为　 　Pa。

练习3.（2018·咸宁）物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压．测量方案如下：

A．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；
B．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；
C．读出注射器针筒上有刻度部分的容积V；
D．用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
（1）请根据他们设计的方案回答以下问题：测量中，分析研究的是大气对________（选填“针筒”或“活塞”）的压力，当活塞相对于针筒开始滑动时，以地面为参照物，研究对象处于________状态．若不考虑其它因素，根据________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。
（2）实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽，这将会使测量结果________（选填“偏大”“不变”或“偏小”）．同学们联想到去医院打针的情景，可采取简单的办法将注射器内空气排尽．你的方法是_____ ___。
（3）测量前，有同学建议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：一是活塞的密封性好；二是可以________．实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向，可以减小________对实验的影响，从而提高实验的精确程度。
（4）若同学们用图乙中B注射器在测量时，弹簧测力计被拉到5N，活塞仍没有滑动．可改用图乙中的________（选填“A”或“C”）注射器．用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值，则p=________。
练习4.（2019·黄石）如图所示，在一个标准大气压下，用1m长玻璃管做托里拆利实验，管中水银柱高度为__ _mm。

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