Question

2．小白同學(xué)利用身邊的器材進(jìn)行“估測(cè)大氣壓的值”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)案如下．
（1）如圖1，實(shí)驗(yàn)時(shí)用手拉動(dòng)的是注射器，而不拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)的好處是使彈簧測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)；小白同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，彈簧測(cè)力計(jì)被拉到30N（彈簧測(cè)力計(jì)的量程為30牛），注射器活塞仍沒(méi)有移動(dòng)，欲仍然采用此方案和該彈簧測(cè)力計(jì)完成實(shí)驗(yàn)，需作的改進(jìn)的是：換用橫截面積更小的注射器（或量程更�。�．改進(jìn)后，注射器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)為28牛，注射器示意如圖2，則測(cè)得的大氣壓是8.4×10⁴帕．
（2）小白同學(xué)設(shè)計(jì)如圖3所示的實(shí)驗(yàn)，吸盤(pán)都保持靜止，但所掛鉤碼已是吸盤(pán)所能提起的最大重物．對(duì)此，下列說(shuō)法正確的是D
A．甲圖中大氣對(duì)吸盤(pán)的壓力等于鉤砝的重力
B．乙圖中大氣對(duì)下面吸盤(pán)的壓力等于鉤砝的重力的$\frac{1}{2}$
C．利用甲、乙兩圖實(shí)驗(yàn)都可以粗測(cè)大氣壓的值
D．利用乙圖實(shí)驗(yàn)可以粗測(cè)大氣壓的值

Answer 1

分析 （1）在本題的實(shí)驗(yàn)中，拉動(dòng)注射器而不是拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)是為了使彈簧測(cè)力計(jì)處于相對(duì)靜止，便于讀數(shù)；注射器的橫截面積越大，所需要的拉力越大，因此可換更小的注射器來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；讀出圖中注射器的體積V和有刻度部分的長(zhǎng)度L，算出橫截面積，根據(jù)P=$\frac{F}{S}$算出壓強(qiáng)；
（2）比較甲乙兩圖，對(duì)它們進(jìn)行受力分析可對(duì)選項(xiàng)中的描述做出判斷．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，用手拉動(dòng)的是注射器，而不拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)的好處是使彈簧測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)；
彈簧測(cè)力計(jì)被拉到5N時(shí)，活塞仍沒(méi)有移動(dòng)．說(shuō)明彈簧測(cè)力計(jì)量程太小，若仍然采用此方案和該彈簧測(cè)力計(jì)完成實(shí)驗(yàn)，可換用橫截面積更小的注射器（或量程更小）．
圖2中的體積為20ml=20cm³，有刻度部分的長(zhǎng)度為6.00cm，
注射器的橫截面積為：S=$\frac{V}{L}$=$\frac{20c{m}^{3}}{6.00cm}$=$\frac{10}{3}$cm²=$\frac{10}{3}$×10^-4m²；
大氣壓為：P=$\frac{F}{S}$=$\frac{28N}{\frac{10}{3}×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=8.4×10⁴Pa．
（2）對(duì)兩圖進(jìn)行受力分析可知，甲圖中，吸盤(pán)與墻面的摩擦力與所掛重物的重力是一對(duì)平衡力，大氣對(duì)吸盤(pán)的壓力與鉤砝的重力不在一條直線上，無(wú)法比較，故無(wú)法測(cè)出大氣壓的值；
乙圖中，大氣壓力是作用在吸盤(pán)橫截面的，而不能理解為上面或下面吸盤(pán)的，故B說(shuō)法錯(cuò)誤；物體處于平衡狀態(tài)，大氣壓力與物體的重力大小相等，故可以根據(jù)圖乙的粗略測(cè)出大氣壓的值．
故答案為：（1）使彈簧測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)； 換用橫截面積更小的注射器（或量程更�。�；8.4×10⁴；（2）D．

點(diǎn)評(píng) 借助注射器或吸盤(pán)都可以粗略地測(cè)量大氣壓的值，我們應(yīng)掌握其基本原理實(shí)驗(yàn)操作方法．