内容正文:
大气压强的三种实验测量方法
吸盘拉力法
吸盘重力法
注射器拉力法
实验
器材
吸盘、玻璃板、弹簧测力计、刻度尺
吸盘、玻璃板、刻度尺、小桶、细沙
注射器、弹簧测力计、刻度尺
示意图
测量的物理量
吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计示数F、吸盘直径 D
吸盘刚刚拉脱时小桶和细沙的总重力G、吸盘直径D
活塞刚刚被拉动时弹簧测力计的示数F、注射器的全部刻度长度L
操作
步骤
将吸盘吸在玻璃板上,用弹簧测力计拉吸盘,吸盘刚刚拉脱时弹簧测力计的示数F就等于吸盘受到的大气压力,测出吸盘的直径D即可得到吸盘的面积S,再利用压强公式 p=F/S专即可算出大气压的值
与吸盘拉力法原理一样,只是将弹簧测力计换成小桶,慢慢往小桶内加入细沙,直至将吸盘刚刚拉脱
将注射器活塞推至针筒底端,然后用一个橡皮帽堵住注射器针筒。用弹簧测力计拉注射器活塞颈部,活塞刚刚被拉动时的示数F就等于活塞受到的大气压力。从注射器筒上找到标明的容积V,并用刻度尺量出注射器筒全部刻度的长度L,则活塞面积S=V/L,最后利用压强公式p=F/S即可算出大气压的值
大气压表达式
误差
分析
吸盘内空气不能完全排出,导致测出的F或G值偏小,大气压值偏小
注射器内空气不能完全排出、注射器漏气、活塞与筒壁摩擦较大等导致误差较大
1、小科自己设计了一个粗略测量大气压强的实验:把两个橡胶皮碗对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示,把皮碗悬挂起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的物重,测出最多能挂的物G,再测出此时皮碗的直径d,已知皮碗的质量忽略不计,则可计算出大气压p为 ;若皮碗内有空气残留,则测出的大气压强数值偏 ,若皮碗的质量较大,用该方法测出的大气压强比标准值偏 。
2、如图所示是某实验小组“估测大气压的值”的实验,器材有注射器、弹簧测力计、刻度尺等。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;
(2)用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为F,根据 条件可知,此时大气对活塞的压力等于F;
(3)用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为L,从注射器读得最大容积为V,可得活塞的横截面积S= ;
(4)由公式p= 计算此时大气压的数值;
(5)为了减小本实验的误差,请说出你的操作方法(请写出一条): 。
3、测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,同学们设计并进行了如下的实验(如图所示)。
①将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘的直径为d;
②将装有适量细沙的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
③用小勺轻轻地向小桶内加沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,用天平测出这时小桶和沙的总质量为m。
请帮助同学们完成下列问题
(1)将吸盘蘸水后再按压在光滑水平板面上,其目的是为了 ;
(2)吸盘脱离玻璃板时,若不计塑料挂钩的质量,空气对塑料吸盘的压力大小是 ,此时的受力面积大小是 ,测得大气压数值的表达式是 (均用字母表示,写出最终的化简结果);
(3)同学们经计算后发现测量值与当地的实际气压有较大的差异,实验中误差产生的主要原因可能是 。(写出一条即可)
4、某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是 ;
(2)如图1,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N;
(3)如图2,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后,计算活塞的横截面积为 ;
(4)同学们发现实验误差偏大,请分析,该实验过程中导致误差的原因 ;
(5)针对以上实验带来的误差,小明对该实验进行了改进采用了图示3装置,将该注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.1kg;然