Question

20．為測量大氣壓強的數(shù)值，小明同學進行了如下實驗，將塑料掛鉤吸盤按壓在光滑水平玻璃下面，擠出塑料吸盤內(nèi)的空氣，請你繼續(xù)她的實驗步驟：已知提供的器材有小桶、細沙；
（1）要完成實驗，還需要的器材有：彈簧測力計、刻度尺
（2）寫出接下來實驗步驟及要測的物理量符號：
（3）吸盤即將脫離玻璃板時，空氣對塑料吸盤的壓力大小是F=G，所測大氣壓強的數(shù)值是p=$\frac{4G}{πsbmx7ef^{2}}$．（用上面的符號表示）
（4）該方法所測大氣壓強數(shù)值往往比實際值小一些，你認為產(chǎn)生這一誤差的原因可能是（一條即可）：吸盤中的空氣沒有完全擠出．

Answer 1

分析 （1）從測量物體的總重力和吸盤的直徑的角度分析需要的器材；
（2）從實驗的原理分析，小桶將掛鉤拉下的力應該恰好等于大氣壓對吸盤產(chǎn)生的壓力F，再用它除以吸盤與玻璃面的接觸面積S，就可以求出大氣壓的大小了．
（3）而向下的拉力正好來自塑料掛鉤、小桶和沙的總重力G．這種方法測量值偏小也是一個普遍現(xiàn)象，其原因主要來自吸盤與接觸面接觸的充分程度等方面．

解答 解：（1）要完成實驗，還需要的器材，彈簧測力計測物體的總重力，刻度尺測量吸盤的直徑d，然后求得其面積；
（2）實驗步驟①將蘸水的塑料掛鉤吸盤按壓在光滑水平的玻璃板上，擠出塑料吸盤內(nèi)的空氣，測出吸盤的直徑為d，其面積s=π${（\fracqxcl1b9{2}）}^{2}$=$\frac{πwoo306i^{2}}{4}$；
②將裝有適量細砂的小桶輕輕地掛在吸盤的塑料掛鉤上；
③用小勺輕輕地向小桶內(nèi)加沙，直到塑料吸盤剛好脫離玻璃板，用彈簧測力計測出這時小桶和沙的總質(zhì)量G，
（3）當吸盤即將脫離玻璃板時，空氣對塑料吸盤的向上的壓力大小就等于所掛物體的總重力G，所測大氣壓強的數(shù)值是：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{G}{\frac{πjxbfdll^{2}}{4}}$=$\frac{4G}{πswf9yfc^{2}}$；
（4）產(chǎn)生誤差的原因可能是吸盤中的空氣沒有完全擠出；或吸盤漏氣；或有外部空氣進入吸盤；或吸盤與玻璃板之間有雜質(zhì)；吸盤的面積測量不準等．（合理均可）
故答案為：（1）彈簧測力計、刻度尺；（2）見解答部分；（3）F=G；p=$\frac{4G}{πytxgqxr^{2}}$；（4）吸盤中的空氣沒有完全擠出．

點評 這是一常用簡便實用的測量大氣壓的方法，但此方法有一定的局限性，尤其是接觸面無法保證完全密封，加之受吸盤的材質(zhì)等影響也較大，所以精確測量時一般不建議使用，但它的原理和方法卻很值得借鑒．