Question

在測(cè)量大氣壓的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將玻璃板放在桌子上，用吸盤貼在玻璃板上面，用彈簧測(cè)力計(jì)將吸盤緩慢向上拉，直到吸盤脫離板面．問(wèn)：
（1）實(shí)驗(yàn)原理是什么？
（2）該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的量程都太小，不能測(cè)出吸盤脫離板面時(shí)的拉力．請(qǐng)你選擇其他器材與這只彈簧測(cè)力計(jì)組合，測(cè)出吸盤脫離板面時(shí)的拉力．要求寫出用到的器材和方法．

Answer 1

【答案】分析：（1）由公式p=我們知道，實(shí)驗(yàn)的主要目的就是要想辦法測(cè)出壓力F和受力面積S，而當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)剛好把吸盤從玻璃板上拉下的時(shí)候，拉力F_拉和大氣對(duì)吸盤產(chǎn)生的壓力F_氣瞬間是一對(duì)平衡力，這就是我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的主要依據(jù)．
（2）實(shí)驗(yàn)器材的選擇和步驟的設(shè)計(jì)也要圍繞這一目的展開(kāi)．彈簧測(cè)力計(jì)的量程太小，說(shuō)明我們需要用一個(gè)較小的力得到一個(gè)較大的力，那我們最容易想到的就是利用學(xué)過(guò)的簡(jiǎn)單機(jī)械，比如杠桿或滑輪等來(lái)實(shí)現(xiàn)．
解答：解：（1）根據(jù)二力平衡的條件：F_氣=F_拉，再由p=得出大氣壓強(qiáng)．
（2）實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、杠桿（或滑輪）．
實(shí)驗(yàn)方法：A、用力擠壓吸盤，盡量擠凈里面的空氣使之緊貼在玻璃板上；
B、固定好一支杠桿，將其一端與吸盤連在一起，并將支點(diǎn)靠近掛吸盤的一端，用彈簧測(cè)力計(jì)拉另一端，組合成一個(gè)省力杠桿．當(dāng)吸盤剛好脫離玻璃板時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
C、用刻度尺量出杠桿的力臂，利用杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂求出吸盤一端所受的拉力F₂；
D、用刻度尺量出吸盤與玻璃板接觸面的直徑D，利用S=π（）²求出吸盤與玻璃板的接觸面積；
E、通過(guò)計(jì)算得出大氣壓強(qiáng)p=．
點(diǎn)評(píng)：該實(shí)驗(yàn)是粗細(xì)測(cè)量大氣壓時(shí)常用的方法之一，實(shí)際操作中往往面臨彈簧測(cè)力計(jì)量程過(guò)小的問(wèn)題，利用一些省力的機(jī)械雖可以幫助我們間接測(cè)出力的大小，但我們也要認(rèn)識(shí)到，這樣也可能會(huì)增大測(cè)量的誤差．