一、大气压测定的探究
例1 小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压强的值,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所示,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8.1 N。
图1
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为___cm,计算得到活塞的横截面积为_______平方厘米。
(4)计算得到大气压强的数值为_________Pa。
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出两条)__________________
___________________________________________________________________。
解析 利用注射器估测大气压强的数值,其基本原理是用活塞将注射器筒内的空气赶出后,注射器针筒内可看作是没有空气的,因此,对于针筒内被匀速拉动的活塞来讲,活塞在水平方向受到的拉力与大气压力是一对平衡力(忽略摩擦力),只要测得拉力F和活塞的横截面积S的大小,利用公式p=F/S就可以计算出大气压强的数值。活塞的横截面积S=V/l,其中V为注射器带刻度的容积,l为全部刻度的长度,则计算大气压强的表达式为p=Fl/V。实验时应注意:要尽可能排尽注射器针筒内的空气;应缓慢匀速拉动活塞。
答案 (1)排尽注射器针筒内的空气
(2)缓慢匀速运动
(3)6.0;0.75
(4)1.08×105
(5)偏大的因素:活塞与注射器针筒之间有摩擦;偏小的因素:注射器内有少量气体;其他因素:读数有误差等。
二、大气压变化的探究
例2 大气压随高度的升高而降低,一支登山队测出了几个高度的大气压,如表所示。
(1)请你根据表中的数据,在图2所示的坐标中作出大气压随高度变化的图像。
(2)根据图象2,可以看出大气压随高度变化的数量关系大致为:__________。
(3)当高度为1 km时,大气压约为____Pa。当高度为3000 km时,已到了大气层的边缘,此处的大气压约为________Pa。
(4)除了高度,大气压还与什么因素有关?请提出你的一个猜想:__________。
答案 (1)图象如图3所示
(2)高度每升高100 m,大气压降低1000 Pa
(3)0.91×105;0
(4)与季节、温度、气候等因素有关
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