Question

小明利用如图所示的装置测量本地大气压的大小，其中弹簧测力计和2mL注射器的自重可忽略不计，活塞与针筒之间气密性很好，但摩擦较大，他进行了如下实验。

（1）拔去橡皮帽，将活塞推至底端，当绳端钩码加至2N时，针筒恰由静止开始向右移动，此时弹簧测力计示数为1.5N，则活塞与针筒间的摩擦力为_____________N，若绳端钩码增加为3N，则弹簧测力计的示数将_____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）为减小活塞与针筒之间的摩擦，小明找来润滑油涂在活塞与针筒壁上，再次测量后发现摩擦减到很小，于是他重新将活塞推至底端，用橡皮帽密封小孔。当弹簧测力计示数为5.1N时，针筒开始向右移动，又测得针筒全部刻度的总长度为4cm，则本地大气压强的测量值为_____________Pa。小明发现将活塞推至底端时，注射器前端小孔内的气体无法排尽，这将使得大气压的测量值_____________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

Answer

1.5 不变 偏小

【解析】

(1)[1]该实验中以针筒为研究对象，当注射器中的活塞开始滑动时，利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力，所以拔去橡皮帽，将活塞推至底端，当绳端钩码加至2N时，针筒恰好由静止开始向右移动，此时弹簧测力计示数为1.5N，则活塞与针筒间的摩擦力为1.5N；

[2]若绳端钩码增加为3N，由于接触面的粗糙程度没变、压力大小没变，所以摩擦力大小不变，故弹簧测力计的示数将不变；

(2)[3]活塞的面积是：

将活塞面积代入压强公式得：

所以本地大气压强的测量值为；

[4]当注射器气体无法排尽时，拉力F的值会减小，所以所测大气压值会偏小。