Question

3．曉宇設計了用吸盤測量大氣壓值得實驗，請幫助曉宇做好以下工作
（1）請補充完整該實驗的相關步驟：
①如圖所示，將蘸水的塑料吸盤壓在光滑的水平板上，擠出里面的空氣；
②用小桶通過細繩與吸盤掛鉤相連接，向小桶中緩慢注入細沙，直到恰好脫離板面；
③用天平測出細沙和小桶的質量M；
④用刻度尺測量塑料吸盤的半徑r；
⑤大氣壓強表達式為：p=$\frac{Mg}{π{r}^{2}}$．
（2）本實驗中存在誤差的可能原因是（寫出兩個）
①吸盤內(nèi)有空氣；
②測量塑料吸盤的半徑r有誤差．

Answer 1

分析 （1）把塑料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，則吸盤在外界大氣壓的作用下被緊壓在玻璃板上．而裝有適量細砂的小桶掛在吸盤的塑料掛鉤上，小桶對吸盤有個向下的拉力，在不計塑料掛鉤的質量的情況下，要使吸盤脫離玻璃板，小桶對吸盤的拉力應等于大氣壓對吸盤的壓力．
（2）吸盤內(nèi)有空氣；吸盤及掛鉤、細繩的重量；測量吸盤的直徑誤差較大．

解答 解：（1）④用刻度尺測量塑料吸盤的半徑r，利用S=πr²求得測量塑料吸盤的半徑r；
⑤吸盤脫離玻璃板時，小桶對吸盤的拉力（即桶和細砂的重力）等于大氣壓對吸盤的壓力，則F=G=mg．
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{Mg}{π{r}^{2}}$；
（2）吸盤內(nèi)有空氣；吸盤及掛鉤、細繩的重量；測量吸盤的直徑誤差較大；測量了吸盤的外徑；吸盤受到大氣壓強的面積不同；桶和注入細沙的重量大于吸盤所受大氣壓力；吸盤脫離水平板后還有少許細沙注入等原因；
故答案為：（1）④測量塑料吸盤的半徑r；⑤p=$\frac{Mg}{π{r}^{2}}$；
（2）吸盤內(nèi)有空氣；測量塑料吸盤的半徑r有誤差．

點評 本題屬于探究型實驗，是課本知識的創(chuàng)新實驗，解題的關鍵在于弄清實驗的原理、方法以及注意事項，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的好題．