Question

2．洋洋同學(xué)家的衛(wèi)生間下水道堵塞了，他爸爸利用吸盤(pán)（如圖）很快就將下水道疏通了，這使他突然聯(lián)想到學(xué)過(guò)的大氣壓知識(shí)，于是，洋洋和瑞瑞同學(xué)合作，利用吸盤(pán)設(shè)計(jì)了一個(gè)估測(cè)大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)方案 
（1）理順后的實(shí)驗(yàn)方案的次序應(yīng)該是：ACBD．
A．將吸盤(pán)四周沾上水．?dāng)D出里面的空氣，壓在光滑的水平地面上；
B．用刻尺測(cè)出吸盤(pán)的直徑d；
C．用力豎罝向上拉緊吸盤(pán)柄，直到吸盤(pán)脫離地面，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)拉脫吸盤(pán) 所需的拉力大小．
D．計(jì)算出當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)．
（2）本實(shí)驗(yàn)的原理是p=$\frac{F}{S}$，雖然在規(guī)范的操作過(guò)程中，但估測(cè)的結(jié)果誤差較大，其原因是裝置的氣密性不好和拉力大小很難估測(cè)問(wèn)題．
（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你回答：洋洋和瑞瑞測(cè)出的大氣壓強(qiáng)p=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$〔用字母表示）；實(shí)驗(yàn)時(shí)洋洋同學(xué)將吸盤(pán)四周沾上水，這樣做的目的是防止外面的氣體進(jìn)入吸盤(pán)．
（4）要準(zhǔn)確測(cè)量，應(yīng)該利用彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行大氣壓的測(cè)量．

Answer 1

分析 根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算公式，實(shí)驗(yàn)的主要思路是測(cè)出拉脫吸盤(pán)的力F和吸盤(pán)的面積S．實(shí)驗(yàn)中，吸盤(pán)內(nèi)的空氣不可能完全擠出，估測(cè)也很難保證準(zhǔn)確，這是影響測(cè)量結(jié)果的主要原因，要想準(zhǔn)確測(cè)量，氣壓計(jì)仍是最好的選擇．實(shí)驗(yàn)操作中需要測(cè)量的量主要有拉力F和吸盤(pán)的直徑D，因此，表達(dá)式應(yīng)利用測(cè)量的量來(lái)表示．

解答 解：（1）正確的操作順序是：
A、將吸盤(pán)四周蘸上水，擠出里面的空氣壓在光滑的水平地面上；
C．用力豎罝向上拉緊吸盤(pán)柄，直到吸盤(pán)脫離地面，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)拉脫吸盤(pán) 所需的拉力大�。�
B．用刻尺測(cè)出吸盤(pán)的直徑d；
D．計(jì)算出當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)；
（2）實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理是壓強(qiáng)的計(jì)算公式p=$\frac{F}{S}$．分析操作過(guò)程可以看出，操作中吸盤(pán)內(nèi)的氣體不可能擠干凈，利用估測(cè)來(lái)得出拉力的大小也有較大偏差；
利用此方法得出的大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式為p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{π（{\frac{D}{2}）}^{2}}$=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$；
（3）吸盤(pán)與地面之間不可能完全密封，四周沾上水是為了防止外面的氣體進(jìn)入吸盤(pán)；
（4）這種方法必竟有較多的不足之處，準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)利用彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行大氣壓的測(cè)量．
故答案為：（1）ACBD，
（2）p=$\frac{F}{S}$；裝置的氣密性不好；拉力大小很難估測(cè)；
（3）$\frac{4F}{π{D}^{2}}$；
（4）彈簧測(cè)力計(jì)．

點(diǎn)評(píng) 利用各類(lèi)吸盤(pán)測(cè)量大氣壓，是較為常用的方法，這類(lèi)方法雖然操作簡(jiǎn)便易行，但測(cè)量時(shí)的準(zhǔn)確度卻較差．對(duì)這種方法的原理、操作要點(diǎn)、誤差分析等都是我們應(yīng)該了解的．