课外估测大气压实验两例_教学参考-查字典物理网

我们生活的地球，其周围被厚厚的大气层包裹着，大气压是由于大气受重力作用产生的。大气压到底有多大呢？我们可以通过身边器材的组合来估测大气压的大小。

方法一：注射器等器材组合

小明所设计的“估测大气压的值”的实验方案如下：①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用—个橡皮帽封住注射器的小孔；②如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时，记下弹簧测力计的示数F；③观察并记录注射器筒上所标明的容积V，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L。

（1）根据以上实验方案，用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式应为p=_______。

（2）按照上述实验方案测得的大气压强的值，往往会比大气压强的实际值偏小。你认为产生这种现象的主要原因是：___________________________________________。

分析：我们首先根据二力平衡的知识，当注射器中的活塞刚开始滑动时，活塞所受的大气压力等于弹簧测力计的拉力大小F；然后根据公式p=F/S和V=LS，即可以推导出p=FL/V。造成测得的大气压强值偏小的原因，只有“注射器内的空气没有排尽，留有的残余气体存在压强”或“注射器的气密性较差，漏进的部分空气存在压强”，即注射器内不是真空，有一定的压强。答案：（1）FL/V；（2）注射器内不是真空，有一定的压强。

其实由于注射器活塞与筒壁之间存在一定的摩擦，也会造成测量结果产生偏差，如果考虑活塞与筒壁间的摩擦这一因素，会造成弹簧测力计F读数偏大，由表达式p=FL/V可知，造成测得的大气压强的值偏大。如：

实验学校的同学们在进行估测大气压实验时，首先读出注射器的最大刻度为V，用刻度尺量出其全部刻度的长度为L；然后按照如图所示的过程，慢慢的拉注射器（甲图没有盖上橡皮帽、乙图在排尽空气后盖上了橡皮帽），刚好拉动活塞时，弹簧测力计的示数分别是F₁和F₂。则他们测量出的大气压强最接近于（）

A．F₁L/V B．F₂L/V

C．（F₂-F₁）L/V D．（F₂+F₁）L/V

大气对活塞的实际压力是多少呢？分析题意不难得出F＝F₂-F₁。答案：B。从本题我们也可以看出要改进测量的方法，我们使之更合理、更科学，实验过程中要减小人为因素对测量结果的影响，使测量的结果更接近真实值。

练习：（扬州市中考题）小明做“估测大气压值”的实验。

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

（2）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，沿正确的方向慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计的示数（即大气对活塞的压力）F；

C．读出注射器的容积V；

D．用刻度尺测出注射器的全部长度L。

（3）思考并回答：

①实验步骤A的目的是。

②指出以上实验步骤中的错误：。

③由于注射器漏气会导致所测得的大气压值偏。

请提出一种减少漏气的方法：。

④用测得的物理量表示大气压强的表达式p=。

答案：（1）乙活塞的重力影响大气压的测定。

（3）①排掉注射器中的空气；②D步骤应量出注射器有刻度部分的长度L'；③小活塞涂上凡士林或其他润滑油；④p=F'L/V。

方法二：橡皮碗等器材组合

学习了大气压的知识以后，小明对大气压强通常有1．0×105Pa这么大存有疑问，想亲自证实一下；如是小明买来一个塑料挂钩，把它的吸盘贴在玻璃餐桌的下表面，如图所示，测出塑料吸盘与玻璃的接触面积为10cm2；又找来一个轻塑料桶（质量可忽略不计），在桶中装8L水；若大气压强有1．0×105Pa，则塑料桶挂在挂钩上____________（选填“会”或“不会”）把吸盘拉掉．小明把水桶挂到挂钩上时，吸盘被拉掉了，你认为的原因可能是________________________________________________。（g取10N/kg）

分析：大气对吸盘下表面产生的向上压力为F=pS=1．0×105Pa×10×10^-4m2=100N,桶中的水重G=mg=ρVg=1．0×103 kg/m3×8×10^-3m2×10N/kg=80N,因为F>G，所以料桶挂在挂钩上不会把吸盘拉掉；当F<G时，吸盘会被拉掉，由于水的重力不变，是F变小了。导致的F变小了原因可能是塑料挂钩气密性不好（或吸盘内没有挤压成真空）等造成的。

答案：不会塑料挂钩气密性不好（或吸盘内没有挤压成真空）。

练习：（临沂市中考题）为测量大气压强的数值，王欣同学进行了如下实验，将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面，挤出塑料吸盘内的空气，测出吸盘压在玻璃上的面积为S；将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上，如图所示，用小勺轻轻向桶内加细沙，直到塑料吸盘刚好脱落玻璃板，测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G。