試驗(yàn)13粗略測算大氣壓值試驗(yàn)解析版

1、實(shí)驗(yàn)十三、粗略測算大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚捍致怨浪愦髿鈮簭?qiáng)的數(shù)值?！緦?shí)驗(yàn)器材】：注射器；彈簧測力計(jì)；細(xì)線；橡皮帽；刻度尺?！緦?shí)驗(yàn)原理】：P=F/S知識依據(jù)：二力平衡（利用注射器的活塞受到彈簧測力計(jì)和大氣壓力處于平衡狀態(tài)時(shí)，即二力平衡。）【實(shí)驗(yàn)步驟】：I-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；如圖甲所示，用細(xì)線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)針筒，當(dāng)活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F;讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V;用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L?！緦?shí)驗(yàn)記錄】：大氣對活塞的壓力F/N注射器的容積V/m

2、l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(shù)據(jù)處理】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根據(jù)公式p上求出大氣壓強(qiáng);S【考點(diǎn)方向】1、該實(shí)驗(yàn)求出的大氣壓是估測數(shù)值，和真實(shí)的大氣壓數(shù)值存在差距主要原因是兩方面：答：一、活塞與注射器之間存在摩擦；二、空氣難以排盡。2、若不考慮其它因素，根據(jù)二力平衡的知識可知,研究對象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相3、注射器頂端裝針頭處空氣無法排盡，這將會(huì)使測量結(jié)果偏小。4、空氣無法排盡可以采取的方法是：將注射器內(nèi)抽滿水，端口向上推動(dòng)活塞排水，使得頂端保留水，再封艮。5、實(shí)驗(yàn)前在活塞周圍涂抹潤滑油主要好處

3、有：一、減小摩擦；二、增加氣密性。6、實(shí)驗(yàn)過程中讓彈簧測力計(jì)和注射器保持在水平方向目的：可以減小活塞自身重力對實(shí)驗(yàn)的影響,從而提高實(shí)驗(yàn)的精確程度。7、當(dāng)彈簧測力計(jì)量程不夠時(shí)或者為了拉動(dòng)時(shí)更省力可以采取的方法是：可換用小量程注射器。（減小活塞的橫截面積）8、該實(shí)驗(yàn)的原理依據(jù)是：P=F/Sq知識依據(jù)：二力平衡（利用注射器的活塞受到彈簧測力計(jì)和大氣壓力處于平衡狀態(tài)時(shí)，即二力平衡。）9、把注射器的活塞推到注射器筒的底端，這樣做的目的是排盡筒內(nèi)空氣.密封注射器。（從而使得作用在活塞上的力只有大氣壓力和彈簧測力計(jì)拉力）10、實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)該水平方向、緩慢勻諫拉動(dòng)注射器筒.當(dāng)注射器的活塞剛被拉動(dòng)時(shí).記下彈簧測

4、力計(jì)的示數(shù)，此時(shí)拉力等于大氣壓力。11、實(shí)驗(yàn)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：在用橡皮套封住注射器端口前，將其注射器水平放置，用彈簧測力計(jì)勻速拉動(dòng)活塞，測出摩擦力的大小，密封端口后再次拉動(dòng)測得的彈簧測力計(jì)示數(shù)減去摩擦力就是大氣壓力。12、如果考慮活塞和筒壁之間摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響，所測的大氣壓值應(yīng)該比標(biāo)準(zhǔn)值偏大。【創(chuàng)新母題】：小明利用最大刻度值標(biāo)有2.5mL的一次性注射器等器材，對大氣壓的值進(jìn)行測量。實(shí)驗(yàn)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(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，繩的另一端與彈簧測力計(jì)的掛鉤相連，沿正確的方向

5、慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)記下彈簧測力計(jì)示數(shù)F=7.5N;C、測出注射器的全部長度L=4cm.(2)測量大氣壓的原理為：,受力面積S的表達(dá)式為：;實(shí)驗(yàn)中研究對象為,不考慮摩擦?xí)r，以此研究對象為受力物體的兩個(gè)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(qiáng)，其原因(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(gè)好處；一是減小;二是。(5)反思并回答：實(shí)驗(yàn)步驟A的目的是。指出以上實(shí)驗(yàn)步驟中的錯(cuò)誤：。步驟B中為什么要在注射器的活塞開始滑動(dòng)時(shí)記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)？。用測得的物理量表示大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式：p=。(6)托里拆利實(shí)驗(yàn)是世界

6、上第一個(gè)測出大氣壓的實(shí)驗(yàn)；1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，約為Pa。(7)小明發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們在做此實(shí)驗(yàn)時(shí)測得的大氣壓值誤差較大，對此小形與同學(xué)找出了下列可能的原因：。橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體；活塞與注射器筒壁間有摩擦；彈簧測力計(jì)的示數(shù)沒有讀準(zhǔn)：活塞與注射器筒壁不完全密封。上述原因一定會(huì)使測量值小于真實(shí)值的是(填寫序號)。(8)實(shí)驗(yàn)室有甲、乙兩個(gè)注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm2和2cm2,若彈簧測力計(jì)量程為10N,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用(選填甲"或乙”)注射器?！敬鸢浮?1)刻度尺；(2)P=F/S;S=V/L;活塞；繩子；大氣(或空氣)；(3)乙；活塞的重力影響拉力的

7、測量；(4)摩擦；放置裝置漏氣；(5)排盡空氣；C步驟應(yīng)測出注射器有刻度部分的長度；此時(shí)注射器底部對活塞的作用力為零，拉力近似大氣對活塞的壓力；FL/V。(6)76;1.0M05;(7)；(8)甲?！窘馕觥?1)實(shí)驗(yàn)中要測出注射器的長度，因此除了：注射器、彈簧測力計(jì)、細(xì)繩、橡皮帽、水，還要有刻度尺。(2)本實(shí)驗(yàn)測量大氣壓是以注射器中活塞為研究對象，當(dāng)排盡里面空氣后，將其中出口封閉，活塞剛拉動(dòng)時(shí)，活塞受到繩子和大氣的作用力，此時(shí)二力是平衡的，可以通過彈簧測力計(jì)測出拉力大小，即可以得知近似大氣壓力F;有注射器的型號可知其體積V,然后用刻度尺測量出有刻度部分的長度L,然后依據(jù)$=丫兒，算出活塞的橫截

8、面積S,依據(jù)壓強(qiáng)的公式P=F/S,即可求出近似大氣壓值。(3)本實(shí)驗(yàn)，由于用到活塞受到的拉力和大氣壓力相等即二力平衡的知識，如果豎直會(huì)由于活塞重力的影響，使測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差。因此不采用乙圖方式。(4)由于實(shí)驗(yàn)時(shí)，活塞與筒壁之間存在摩擦，氣密性要求也比較高，因此通過涂抹潤滑油既可以減小摩擦，又可以增加裝置的氣密性，從而減小測量誤差。(5)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，是為了排盡其里面的空氣；C步驟應(yīng)測出注射器有刻度部分的長度，如果測量全部長度，起始位置產(chǎn)生的誤差相對較大，故測量有刻度部分；剛開始拉動(dòng)時(shí)，注射器底部對活塞的作用力為零，拉力近似大氣對活塞的壓力；剛開

9、始拉動(dòng)時(shí)測量出其F,根據(jù)注射器的型號可以得知其V,然后測出有刻度部分的長度L,然后依據(jù)S=V/L,算出活塞的橫截面積S,依據(jù)壓強(qiáng)的公式P=F/S,即可推導(dǎo)出P=FL/V。(6)本題考查的大氣壓的一些常識，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，約為1.0105Pa。(7)橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體；活塞與注射器筒壁不完全密封，注射器筒內(nèi)有空氣都會(huì)使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會(huì)偏??；活塞與注射器筒壁間有摩擦，會(huì)使拉力變大，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會(huì)偏大；沒有讀準(zhǔn)彈簧測力計(jì)的示數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致測量值小于真實(shí)值，也可能會(huì)大于真實(shí)值。因此選擇。(8)依據(jù)壓強(qiáng)的公式P=

10、F/S,可知大氣壓強(qiáng)一定時(shí)，接觸面積越大，其受到的壓力也越大，因此選擇橫截面積小些的，拉動(dòng)起來會(huì)更為省力一些，所以選擇甲型號的注射器。練習(xí)1.(2019泰州)小明用2mL的注射器、量程為010N的彈簧測力計(jì)和刻度尺粗略測量大氣壓的值,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(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞時(shí)，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)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(qiáng)值為Pa。同組的小華分析了影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可能因素后，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了如下改進(jìn)：將步驟一改為：先將注射器內(nèi)抽滿水，再豎直向上推動(dòng)活

11、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_。取下橡皮帽，重復(fù)步驟二的操作，讀得彈簧測力計(jì)的示數(shù)為0.3N由此可知，此時(shí)活塞所受到的_(摩擦力/大氣壓力)為0.3N。小華根據(jù)改進(jìn)后測得的數(shù)據(jù)，重新計(jì)算大氣壓的值。【答案】F/S;剛被拉動(dòng)；有刻度部分的；1.04105Pa；排空注射器內(nèi)的空氣；摩擦力?！窘馕觥勘緦?shí)驗(yàn)的原理是二力平衡和p=F/S;由于注射器活塞頸部，用繩與彈簧測力計(jì)的掛鉤相連，應(yīng)水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，這樣相當(dāng)于水平向右拉動(dòng)彈簧測力計(jì)的掛鉤；當(dāng)注射器中的活塞開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，說明此時(shí)拉力等于大氣對活塞的壓力。故記下的彈簧測力計(jì)示數(shù)，就是大氣對活塞的壓力F=5.2N;注射

12、器全部刻度的長度為L=4.00cm,有刻度部分的容積為V=2ml,注射器活塞的橫截面積為S=V/L,此時(shí)大氣壓的數(shù)值p=F/S=F/(L/V)=(5.2N>4X10-2m)/2M0-6m3=1.04105Pa,橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體，產(chǎn)生的力會(huì)和外部大氣壓力抵消一部分，這樣使得彈簧測力計(jì)受到的拉力減小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會(huì)偏?。幌茸屪⑸淦魑肷倭克?，然后將活塞推至注射器底端，使水充滿在注射器小孔中，這樣可排盡注射器小孔中殘余氣體，減小實(shí)驗(yàn)過程中的測量的誤差；如果活塞與注射器內(nèi)壁間存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡時(shí)，拉力F大于大氣對活塞的壓力,從而使測量值偏大

13、。所以小華取下橡皮帽，重復(fù)步驟二的操作，讀得彈簧測力計(jì)的示數(shù)為0.3N,此時(shí)活塞所受到的摩擦力為0.3N。練習(xí)2.(2018沈錫)為了測量大氣壓強(qiáng)，某同學(xué)選擇的器材有：2.5ml的注射器、010N的彈簧測力計(jì)、刻度尺和細(xì)線，實(shí)驗(yàn)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(dòng)注射器簡，當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)F=No(3)該同學(xué)所測得的大氣壓強(qiáng)值為Pa?！敬鸢浮?1)4.00;(2)6.4;(3)1.024M05Pa?！窘馕觥?1)由刻度尺可直接看出注射器全部刻度的長度

14、；(2)根據(jù)彈簧測力計(jì)的分度值讀出拉力的大小；(3)根據(jù)公式p=F/S求出大氣壓強(qiáng)。(1)從圖中可以看出，注射器可容納的藥水容積為2.5ml=2.5cm3,這2.5cm3的刻度長度由刻度尺可看出為4.00cm;(2)彈簧測力計(jì)的分度值是0.2N,所以拉力大小是6.4N;(3)故活塞的橫截面積為S=V/h=2.5cm2/4cm=0.625cm2=6.25105m2,p=F/S=6.4N/(6.2510-5m2)=1.024105Pao練習(xí)3.(2018咸寧)物理興趣小組的同學(xué)利用周末開展一次登山活動(dòng)，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測力計(jì)、細(xì)線、刻度尺等相關(guān)用品測量山頂?shù)拇髿鈮?測量方案如下：A

15、.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(xì)線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)針筒，當(dāng)活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)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(jù)他們設(shè)計(jì)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(dāng)活塞相對于針筒開始滑動(dòng)時(shí)，以地面為參照物，研究對象處于狀態(tài).若不考慮其它因素，根據(jù)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(shí)驗(yàn)時(shí)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處空氣無法

16、排盡，這將會(huì)使測量結(jié)果(選填偏大“不變”或褊小”).同學(xué)們聯(lián)想到去醫(yī)院打針的情景，可采取簡單的辦法將注射器內(nèi)空氣排盡.你的方法是(3)測量前，有同學(xué)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(gè)好處：一是活塞的密封性好；二是可以.實(shí)驗(yàn)過程中他們讓彈簧測力計(jì)和注射器保持在水平方向，可以減小對實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的精確程度。(4)若同學(xué)們用圖乙中B注射器在測量時(shí)，彈簧測力計(jì)被拉到5N,活塞仍沒有滑動(dòng).可改用圖乙中的(選填A(yù)"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=?！敬鸢浮?1)活塞；靜止；二力平衡；(2)偏小；將注射器內(nèi)抽滿水，端口向上推

17、動(dòng)活塞排水，使得頂端保留水，再封口；(3)減小摩擦；活塞自身重力；(4)C;FL/V。【解析】(1)該實(shí)驗(yàn)中以活塞為研究對象；分析研究的是大氣對活塞的壓力；當(dāng)活塞相對于針筒開始滑動(dòng)時(shí)，以地面為參照物，活塞與地面間沒有位置的變化，是靜止的；當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，利用二力平衡原理來測出大氣對活塞的壓力。彈簧測力計(jì)的拉力與大氣的壓力剛好平衡，因此需要記錄此時(shí)的示數(shù)；(2)注射器頂端裝針頭處空氣無法排盡，即有殘余氣體，注射器內(nèi)還會(huì)有一定氣壓，這樣會(huì)使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會(huì)偏?。粚⒆⑸淦鲀?nèi)抽滿水，端口向上推動(dòng)活塞排水，使得頂端保留水，再封口，可以采用這一簡單的方法將注射器內(nèi)空

18、氣排盡。(3)涂抹凡士林的好處：一是減小摩擦，二是活塞的密封性好。當(dāng)彈簧測力計(jì)和注射器筒不在水平方向時(shí)，由于活塞受重力的作用，使得測力計(jì)的拉力不等于大氣壓力，從而影響測得的大氣壓，所以讓彈簧測力計(jì)和注射器筒保持在水平方向，目的是為了減小活塞自身重力對實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度。(4)因?yàn)榇髿獾膲簭?qiáng)是一定的，根據(jù)公式F=pS,受力面積越小，壓力也會(huì)越小，所以當(dāng)彈簧測力計(jì)量程不夠時(shí)，可換用小量程注射器，故選C;活塞的面積S=V/L,將測量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得：p=F/S=F/(V/L)=FL/V。練習(xí)4.(2019黃石)如圖所示，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，用1m長玻璃管做托里拆利實(shí)驗(yàn)，管中水銀柱高

19、度mm。假定移動(dòng)玻璃管的過程均不漏氣，請描述玻璃管內(nèi)水銀柱高度的變化情況(選填升高”、不變”或降低”)將玻璃管傾斜放置，水銀柱的高度將。將玻璃管向上提升一點(diǎn)，水銀柱高度將。(2)如果用水來代替水銀做實(shí)驗(yàn)，水(選填含"或不會(huì)”)充滿玻璃管，若管口剛好在水面上且保證不漏氣，此時(shí)玻璃管內(nèi)底部的壓強(qiáng)Pa。(g=10N/kg,結(jié)果用科學(xué)記數(shù)法表示，保留一位有效數(shù)字)。【答案】760;(1)不變；不變；(2)會(huì);9M04Pa?！窘馕觥恳粋€(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能支持760mm高的水銀柱，故此時(shí)玻璃管內(nèi)水銀柱高度為760mm；(1)將玻璃管傾斜一些，大氣壓不變，水銀柱高度也不變，但長度會(huì)變大一些；將玻璃管豎直

20、上提，水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于大氣壓，即高度不變，還是760mm水銀柱；(2)一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能支持10m高的水柱，故水會(huì)充滿玻璃管玻璃管；根據(jù)P=pg=1.0X103kg/m3X10N/kg¥m=1X104Pa則玻璃管內(nèi)底部的壓強(qiáng)為1.0M05Pa-1M04Pa=9X104Pa。練習(xí)5.為了估測大氣壓究竟有多大，曉彤和小雪正在用如圖所示的裝置按如下步驟進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，用一個(gè)水桶向吸盤下的水桶中注水，至吸盤從水平光滑的水平板上脫落為止。器材還有測人質(zhì)量的人體秤，刻度尺及三角板。(1)請你利用上述器材寫出測量大氣壓的思路。答：。(2)曉彤和小雪在測量過程中觀察到，水銀氣壓計(jì)的示數(shù)為1.0X05Pa,吸盤直徑均