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實驗十三粗略測算大壓強的實驗【驗的粗略估算大氣壓強的數(shù)值?!掘灢淖⑸淦鳎粡椈蓽y力計;細線;橡皮帽;刻度尺?!掘灷碇R依據(jù):二力平衡(利用注射器的活塞受到彈簧測力計和大氣壓力處于平衡狀態(tài)時,即二力平衡【驗驟①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;②如圖甲所示,用細線拴住注射器活塞頸部,使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連,然后水平右慢慢拉動針筒,當活塞剛開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)為;③讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V;④用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L【驗錄:大氣對活塞的壓力F/N
注射器的容積V/ml
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【據(jù)理①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/L②根據(jù)公式求大氣壓強;【點向1
、該實驗求出的大氣壓是估測數(shù)值,和真實的大氣壓數(shù)值存在差距主要原因是兩方:答:一活塞與注射器之間存在摩;二空氣難排。、若不考慮其它因素,根據(jù)二力平衡的識可知,研究對象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等。、注射器頂端裝針頭處空氣無法排盡,這將會使測量結(jié)果偏。、空氣無法排盡可以采取的方法是將注射器內(nèi)抽滿水,端口向上推動活塞排水,得頂端保留水,再封口。、實驗前在活塞周圍涂抹潤滑油主要好處有一、小摩擦;、加氣密。、實驗過程中讓彈簧測力計和注射器保持在水平方向目的:可以減小活自身重對實驗的影響,從而提高驗的精確程。、彈簧測力計量程不夠時或者為拉動時更省力可以采取的方法是:可換用小量程注射器小活塞的橫截面積)、該實驗的原理依據(jù)是。知識依據(jù):二力平衡(用注射的活塞受到彈簧測力計和大氣壓力處于平衡狀態(tài)時,即二力平衡、把注射器的活塞推到注射器筒的底端,這樣做的目的是排筒內(nèi)空氣,密封注射。(從而使得作用在活塞上的力只有大氣壓力和彈簧測力計拉力)、實驗過程中應該水平向、緩慢勻速拉動注器筒,當注射器的活塞剛被拉動時,下彈簧測力計的示數(shù),此時拉力等于大氣壓力。、實驗過程中為了減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:用橡皮套封住注射器端口前,將其注射器水平放置,用彈簧測力計勻速拉動活塞,測出摩擦力的大小,密封端后再次拉動測得的彈簧測力計示數(shù)減去摩擦力就是大氣壓。、果考慮活塞和筒壁之間摩擦力對實驗的影響,所測的大氣壓值應比標準偏大。【新題:明利用最大刻度值標有2.5mL的次性注射器等器材,對大氣壓的值進行測量。實驗步驟如下: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用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部,繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連,沿正確的方向慢慢拉動注射器筒,當注射器的活塞剛開始滑動時記下彈簧測力計示數(shù);C、出注射器的全部長度L=4cm.2
甲
乙(1)實驗所用的器材為:注射器、彈測力計、細繩、橡皮帽、水和。(2)測量大氣壓的原理為:,力面積的表達式為:;實驗中研究對象為,考摩擦時,以此研究對象為受力物體的兩個施力物體分別為和。(3)在如圖所示的裝置中,小明不能用圖
的裝置來估測大氣壓強,其原因是。(4)實驗時,可先在活塞周圍涂抹潤油,然后將其插入針筒中,這樣做有兩個好處;一是減?。皇?。(5)反思并回答:①實驗步驟A的的是。②指出以上實驗步驟中的錯誤:。③步驟B中什么要在注射器的活塞開始滑動時記下彈簧測力計的示數(shù)?。④用測得的物理量表示大氣壓強的表達式p=
。(6)托里拆利實驗是世界上第一個測大氣壓的實驗標大氣壓相當于
cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強,約為
。(7)小明發(fā)現(xiàn),同學們在做此實驗時得的大氣壓值誤差較大,對此小形與同學找出了下列可能的原因:。①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體;②活塞與注射器筒壁間有摩擦;③彈簧測力計的示沒有讀準:④活塞與注射器筒壁不完全密封。上述原因一定會使測量值小于真實值的是(填寫序號)。(8)實驗室有甲、乙兩個注射器,活的橫截面積分別為02驗時應選用(填甲或“)注射器。
和2,若彈簧測力計量程為,3
【答案】(刻度尺);S=V/L活塞;繩子;大氣(或空氣)乙;塞的重力影響拉力的測量;(4)摩擦;放置裝置漏氣)排盡空氣C步應測出注射器有刻度部分的長度;此時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)76;1.0×105)④)甲。【解析】(1)實驗中要測出注射器的長度,因除了:注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽、水,還要有刻度尺。(2)本實驗測量大氣壓是以注射器中活塞為研究對,當排盡里面空氣后,將其中出口封閉,活塞剛拉動時,活塞受到繩子和大氣的作用力,此時二力是平衡的,可以通過彈簧測力計測出拉力大小,可以得知近似大氣壓力F射器的型號可知其體積V用度尺測量出有刻度部分的長度L依據(jù)S=V/L算出活塞的橫截面積S,據(jù)壓強的公式,即可求出近似大氣壓值。(3)本實驗,由于用到活塞受到的拉和大氣壓力相等即二力平衡的知識,如果豎直會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由實驗時活與筒壁之間存在摩擦氣密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步應測出注射器有刻度部分的長度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;剛開始拉動時,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;剛開始動時測量出其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,據(jù)壓強的公式,即可推導出P=。(6)本題考查的大氣壓的一些常識1標大氣壓相當于76cm水銀柱產(chǎn)生的壓強,約為1.0×105。(7)①橡皮帽封住的注射器小孔中有余氣體;④活塞與注射器筒壁不完全密封,注射器筒內(nèi)有空氣都會使拉力變小,在面積不變的情況下,測得的大氣壓會偏小;②活塞與注射器筒壁間有摩擦,會使拉力變大,在面積不變的情況下,測得的大氣壓會偏大;③沒有讀準彈簧測力計的示數(shù)可能會導致測量值小于真實值,也可能會大于真實值。因此選擇①④。(8)依據(jù)壓強的公式,知大氣壓強一定時,接觸面積越大,其受到的壓力也越大,因此選擇截面積小些的,拉動起來會更為省力一些,所以選擇甲型號的注射器。4
練(泰州小明用mL的射、量程為N的簧測力計和刻度尺粗測量大氣壓的值,本實驗的原理是二力平衡和=_。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,水平向右緩慢拉動注射器筒,當注射器中的活_時,記下彈簧測力計的示數(shù)為5.2步驟三:用刻度尺測出注射器_長度為4.00cm步驟四:算出大氣壓強值___Pa。同組的小華分析了影響實驗結(jié)果的可能因素后,對實驗進行了如下改進:①將步驟一改為:先將注射器內(nèi)抽滿水,再豎直向上推動活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮封住注射器的小孔,這樣便于__。②取下橡皮帽重復步驟二的操,讀得彈簧測力計的示數(shù)為由可此時活塞所受到的__(摩擦大氣壓力為小華根據(jù)改進后測得的數(shù)據(jù),重新計算大氣壓的值?!敬鸢浮縁/S剛被拉動;有刻度部分的1.04×105Pa①排空注射器內(nèi)的空氣;②摩擦力?!窘馕觥勘緦嶒灥脑硎嵌ζ胶夂蚿=F/S由于注射器活塞頸部,用繩與彈簧測力計的掛鉤相連,應水平向右慢慢拉動注射器筒,這樣相于水平向右拉動彈簧測力計的掛鉤;當注射器中的活塞開始運動時,說明此時拉力等于大氣對活塞的壓。故記下的彈簧測力計示數(shù),就是大氣對活塞的壓力;注射器全部刻度的長度為L=4.00cm,有刻度部分的容積為V=2ml,注射器活塞的橫面積為S=V/L,此時大氣壓的數(shù)值?2m)/2×10
=1.04×105,①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體,產(chǎn)生的力會和外部大氣壓力抵消一部分,這樣使得簧測力計受到的拉力減小,在面積不變的情況下,測得的大氣壓會偏小;先讓注射器吸入少量水,然后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,減小實驗過程中測量的誤差;5
②如果活塞與注射器內(nèi)壁間存在摩擦力,注射器在拉力作下平衡時,拉力F大于大氣對活塞的壓力,從而使測量值偏大。所以小華取下橡皮帽,重復步驟二的操作,讀得彈簧測力計的示數(shù)為.3,此時活塞所受到的摩擦力為N。練2.2018無)了測量大氣壓強,某同學選擇的器材有的射器、~的簧測力計、刻度尺和細線,實驗步驟如下(1)如圖甲,用刻度尺測出注射器有度部分的長度L=cm。(2)如圖乙,把注射器活塞推推至筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉動注射器簡,當注射器中的活塞開始滑動時,記錄彈簧測力計的示數(shù)N。(3)該同學所測得的大氣壓強值為
Pa。【答案】(1))6.4)1.024×10。【解析】(1)由刻度尺可直接看出注射器全部度的長度;(2)根據(jù)彈簧測力計的分度值讀出拉的大小;(3)根據(jù)公式求大氣壓強。(1)從圖中可以看出,注射器可容納藥水容積為.5ml=2.5cm3這3;(2)彈簧測力計的分度值是0.2N所以拉力大小是6.4N;
的刻度長度由刻度尺可看出為(3)故活塞的橫截面積為2=6.25×10m
,p=F/S=6.4N/(6.25×10-5。練(2018·咸)理興趣小組的同學利用周末開展一次登山活動,他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測力計、細線、刻度尺等相關(guān)用品測量山頂?shù)拇髿鈮海疁y量方案如下:A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;6
B如圖甲所示,用細線拴住注射器活塞頸部,使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連,然后水平向右慢慢拉動針筒,當活塞剛開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)為;C.出注射器針筒上有刻度部分的容積V;D.刻尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L。(1)請根據(jù)他們設計的方案回答以下問題:測量中分析研究的是大氣(選針筒或活塞)的壓力,當活塞相對于針筒開始滑動時,以地面為參照物,研究對象處于狀.若不考慮其它素,根據(jù)________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驗時同學們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處空氣無法排盡會使測量結(jié)果(“偏大不變”或偏小學們聯(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,有同學建議在活塞周圍抹潤滑油,然后將其插入針筒中,這樣做有兩個好處:一是活塞的密封性好二可以_______實驗過程中他們讓彈簧測力計和注射器保在水平方向以減對實驗的影響,從而提高實驗的精確程度。(若同學們用圖乙中B注器在測時,彈簧測力計被拉到,活仍沒有滑動.可改用圖乙中的(填或C)射器.用測量步驟中的V、L表大氣壓的值,則p=________【答案】(1)活塞;靜止;二力平衡;(2)偏小;將注射器內(nèi)抽滿水,端口上推動活塞排水,使得頂端保留水,再封口;(3)減小摩擦;活塞自身重力;(4C;。【解析】(1)該實驗中以活塞為研究對象;分研究的是大氣對活塞的壓力;當活塞相對于針筒開始滑動時,以地面為參照物,活塞與地面間沒有位置的變化,是靜止的;當注射器中的活塞開始滑動時,利用二力平衡原理來測出大氣對活塞的壓力。彈簧測力計的拉與大氣的壓力剛好平衡,因此需要記錄此時的示數(shù);(2)注射器頂端裝針頭處空氣無法排,即有殘余氣體,注射器內(nèi)還會有一定氣壓,這樣會使拉力變小,在面積不變的情況下,測得的大氣壓會偏?。粚⒆⑸淦鲀?nèi)抽滿水,端口向上推動活塞排水,使得頂端保留水,再封口,可以采用這一簡單的法將注射器內(nèi)空氣排盡。7
(3)涂抹凡士林的好處:一是減小摩,二是活塞的密封性好。當彈簧測力計和注射器筒不在水平方向時,由于活塞受重力的作用,使得測力計的拉力不等于氣壓力,從而影響測得的大氣壓,所以讓彈簧測力計和注射器筒保持在水平方向,目的是為了減小活塞身重力對實驗的影響,從而提高實驗的準確程度。(4)因為大氣的壓強是一定的,根據(jù)F=pS,受力面積越小,壓力也會越小,所以當彈簧測力計量不夠時,可換用小量程注射器,故選;活塞的面積S=V/L,將測量結(jié)果代入壓強公式得p=F/S=F/(V/L)=FL/V練(黃石如圖所示,在一標準大氣壓下,用長璃管做托里拆利實驗,管中水銀柱高度為__mm(1)假定移動玻璃管的過程均不漏氣述璃管內(nèi)水銀柱高度的變化情況
(選填升高變或降低)將玻璃管傾斜放置,水銀柱的高度__將玻璃管向上提升一點,水銀柱高度_。(2)如果用水來代替水銀做實,水_選填會或不”)滿玻璃管,若管口剛好在水面上且保證不漏氣此玻璃管內(nèi)底部的壓強___(gN/kg結(jié)果用科學記數(shù)法表,留一位有效數(shù)字)?!敬鸢浮浚徊蛔?;不變(2)會;9×104。【解析】一個標準大氣壓能支持760mm高的水銀柱,故此時玻璃管內(nèi)水銀柱高度為;(1)將玻璃管傾斜一些,大氣壓不變,水銀柱高度也不變,但長度會變一些;將玻璃管豎直上提,水銀柱產(chǎn)生的壓強等于大氣壓,即高度不變,還是水柱;(2)一標準大氣壓能支持高水柱故水會充滿玻璃管玻璃管;根據(jù)ρgh
×10N/kg×1m=1×104Pa則玻璃管內(nèi)底部的壓強為1.0×
Pa1×104Pa。8
練為了估測大氣究竟有多大,曉彤和小雪正在用如圖所示的裝置按如下步驟進行分組實驗,用一個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)量的人秤,刻度尺及三角板。(1)請你利用上述器材寫出測量大氣的思路。答:
。
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