Question

1．洋洋和瑞瑞同學(xué)合作利用吸盤設(shè)計(jì)了一個(gè)估測(cè)大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)方案：
（1）用刻度尺測(cè)出吸盤的直徑D；
（2）將吸盤四周沾上水，擠出里面的空氣壓在光滑的水平地面上；
（3）用力豎直往上拉吸盤柄，直到吸盤脫離地面，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估測(cè)拉托吸盤所需拉力F的大小；
（4）計(jì)算出當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)；
【評(píng)估交流】
洋洋同學(xué)說：我們的實(shí)驗(yàn)原理是p=$\frac{F}{S}$，操作過程規(guī)范，較方便地估測(cè)出了大氣壓強(qiáng)p=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$（用字母表示）；實(shí)驗(yàn)時(shí)洋洋同學(xué)將吸盤四周沾上水，這樣做的目的是防止外面的氣體進(jìn)入吸盤．
洋洋和瑞瑞在操作過程中存在的問題有：
（1）吸盤內(nèi)的氣體不可能擠干凈；
（2）利用估測(cè)得出拉力的大小也有較大偏差等．

Answer 1

分析 根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算公式p=$\frac{F}{S}$，實(shí)驗(yàn)的主要思路是測(cè)出拉脫吸盤的力F和吸盤的面積S．實(shí)驗(yàn)中，吸盤內(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和吸盤的直徑D，因此，表達(dá)式應(yīng)利用測(cè)量的量來表示．

解答 解：實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理是壓強(qiáng)的計(jì)算公式p=$\frac{F}{S}$．
利用此方法得出的大氣壓強(qiáng)的表達(dá)式為p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{π（\frac{D}{2}）^{2}}$=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$；
吸盤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；
（1）（2）分析操作過程可以看出，操作中吸盤內(nèi)的氣體不可能擠干凈，利用估測(cè)得出拉力的大小也有較大偏差；
故答案為：p=$\frac{F}{S}$；$\frac{4F}{π{D}^{2}}$；防止外面的氣體進(jìn)入吸盤；（1）吸盤內(nèi)的氣體不可能擠干凈；（2）利用估測(cè)得出拉力的大小也有較大偏差．

點(diǎn)評(píng) 利用各類吸盤測(cè)量大氣壓，是較為常用的方法，這類方法雖然操作簡(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．