十五、验证玻意耳定律

在这个实验中，我们用一个带有刻度的注射器粗略地验证玻意耳定律。

实验研究的对象是封闭在注射器里的空气柱。空气柱的体积可由注射器的刻度直接读出。除了大气压外，如果空气柱不受其他力的作用，空气柱的压强就等于大气压强 p0。实际上，空气柱还受到注射器的活塞和固定在它上面的框架的压力作用，以及我们施加的拉力或压力的作用。设这些

力的合力是F，则空气柱的压强p = p0

± F ，其中S为活塞的横截面积。

（请考虑一下，哪种情况公式取加号，哪种情况公式取减号）

用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度，用这个长度去除它的容积即得活塞的横截面积 S．记下气压计（全班共用一个气压计）指示的大气压强 p0。

称出活塞和框架的质量，算出它们受的重力。

把适量的润滑油抹在注射器的活塞上，在注射器内来回拖动活塞，使活塞与器壁的间隙均匀地涂上油。将活塞插进注射器内一部分，然后将注射器的小孔用橡皮帽堵住，封入一定质量的空气。记下空气柱的体积。

把框架安装在活塞上，把注射器固定在支架上。在框架两侧挂上钩码

（图实-21）。由于施加在活塞上的压力（等于钩码受的重力）和活塞、框架受的重力方向一致，它们的合力 F 等于它们所受的重力之和。记下挂在框架上的钩码的质量，算出加在空气柱上的合力 F 的数值，并记下相应的空气柱的体积 V。改变钩码的个数，再做几次实验，记下相应的合力 F 和空气柱体积 V 的数值。

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取下挂在框架上的钩码，用弹簧秤钩住框架上的钧竖直向上拉（图实

-22），使空气柱的体积增大。由于活塞所受到的拉力跟活塞和框架所受的重力方向相反，它们的合力 F 应该等于拉力和重力之差。记下每拉到一定高度时弹簧秤的读数，算出加在空气柱上的合力 F 的数值，记下相应的空气柱的体积 V。

把记录的数据填入自己设计的表格里。根据公式p = p0

± F 算出各个

压强值，求出各个压强 p 跟相应的体积 V 的乘积。比较这些乘积，能得出什么结论？