“估測大氣壓”實驗的誤差分析

1 “估測大氣壓”實驗中測量大氣壓的步驟

用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平慢慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數F（即大氣對活塞的壓力）（圖1）。

由于在前面講授力的測量時，都應用了處于平衡狀態的物體所受的力相互平衡的知識（如測量物體所受的滑動摩擦力時，利用物體靜止或做勻速直線運動時，拉力和摩擦力是一對平衡力，大小相等）?？梢宰x出此時彈簧測力計的示數，即為摩擦力的大小。然而測量大氣壓力時，卻在注射器中的活塞剛剛開始滑動時，讀出彈簧測力計的示數，并認為是此時大氣對活塞的壓力。在操作時，由于是在活塞滑動的瞬間讀數，活塞處于一種非平衡狀態，這讓很多學生感到困惑不解？

2 對實驗進一步分析

取量程為5ml的小注射器，有刻度部分的總長度為4.10cm，固定彈簧測力計，拉動活塞當注射器中的活塞剛剛開始滑動時，讀出彈簧測力計的示數，如果是人能感覺到的剛剛滑動就讀數，大約在5N左右，若將活塞明顯拉動（到達0.6ml處），大約在10N左右。測量三次彈簧測力計示數均有較大的差異（9.2N、10.4N、10N）。若將活塞再拉開（到達1ml），并讓活塞處于靜止狀態，示數大約在12.5N左右（12.5N、12.7N、12.5N)。若將活塞再拉開（到達3ml），并讓活塞處于靜止狀態，示數與2ml時幾乎相同。為什么剛剛拉動與拉動到0.6ml時有這么大的差異呢？原來注射器的前端有一個細長的孔道，即使將活塞推到底部也無法將注射器內的空氣全部排出?！?br>