Question

2．為了估測(cè)大氣壓究竟有多大，某興趣小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室合作進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①將蘸水的塑料吸盤(pán)按在光滑水平板面上，擠出里面的空氣；
②用彈簧測(cè)力計(jì)鉤著吸盤(pán)掛鉤緩慢往上拉，直到吸盤(pán)脫離板面；
③記錄剛拉脫時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，這就是大氣對(duì)吸盤(pán)的壓力F；
④再設(shè)法量出吸盤(pán)與水平板面的接觸面積，然后算出大氣壓．
（1）將吸盤(pán)蘸水后再按光滑水平板面上，其目的是盡量排盡吸盤(pán)內(nèi)氣體．
（2）實(shí)驗(yàn)中所用彈簧測(cè)力計(jì)的量程為5N，吸盤(pán)與水平板面的接觸面積為10cm²，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算，說(shuō)明他們能否測(cè)算出大氣壓，為什么？（1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓約為10⁵Pa）
（3）要估測(cè)出大氣壓，你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)中對(duì)主要器材有什么要求？
（4）實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的主要原因是（寫(xiě)出一條即可）：吸盤(pán)內(nèi)空氣沒(méi)有排凈．

Answer 1

分析 （1）將吸盤(pán)蘸水后再按光滑水平板面上，是為了排凈吸盤(pán)內(nèi)的空氣，這一步非常重要；
（2）本實(shí)驗(yàn)的原理是排出吸盤(pán)中的空氣后，吸盤(pán)就被大氣壓緊緊地壓在了玻璃上，要把吸盤(pán)拉開(kāi)，所用的拉力就必須等于或等于大氣壓所產(chǎn)生的壓力．故測(cè)出拉開(kāi)吸盤(pán)時(shí)所用的拉力F，和吸盤(pán)與玻璃板接觸的面積S，就可以根據(jù) p=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)公式F=pS算一下吸盤(pán)受到的大氣壓力，然后與彈簧測(cè)力計(jì)的量程為5N比較即可；
（4）影響測(cè)量結(jié)果的因素有很多，我們應(yīng)盡可能考慮周全，但不外乎測(cè)量時(shí)的誤差和操作過(guò)程中吸盤(pán)與玻璃板能否緊密接觸等幾方面．

解答 解：（1）將吸盤(pán)蘸水后按在光滑水平板面上，加強(qiáng)了吸盤(pán)與板面之間的密封性，防止漏氣，以減小吸盤(pán)內(nèi)氣體對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；
（2）由p=$\frac{F}{S}$可得，吸盤(pán)受到的大氣壓力為：
F=p_大氣S=1.0×10⁵Pa×10×10^-4m²=100N
大于彈簧測(cè)力計(jì)的量程，所以他不能測(cè)算出大氣壓的數(shù)值；
（3）由上面的計(jì)算和分析可知：對(duì)主要實(shí)驗(yàn)器材的要求有：①要選用大量程的彈簧測(cè)力計(jì)；②選擇面積（或直徑）更小的吸盤(pán)等． 
（4）由于實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作過(guò)程不可能達(dá)到理論分析中的理想化，故誤差不可避免．本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因如：吸盤(pán)內(nèi)的空氣無(wú)法排盡、吸盤(pán)本身也有重力、吸盤(pán)的面積測(cè)量有誤差等．
故答案為：（1）盡量排盡吸盤(pán)內(nèi)氣體；
（2）由計(jì)算可知此彈簧測(cè)力計(jì)不能用來(lái)測(cè)大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，所以不可行；
（3）測(cè)力計(jì)量程要足夠大、吸盤(pán)的面積盡量小一些；
（4）吸盤(pán)內(nèi)空氣沒(méi)有排凈（在測(cè)力計(jì)剛好拉開(kāi)時(shí)讀數(shù)困難，誤差較大）．

點(diǎn)評(píng) 解決本題關(guān)鍵：首先要弄清實(shí)驗(yàn)的原理，再來(lái)考慮實(shí)驗(yàn)中遇到的困難--彈簧測(cè)力計(jì)的量程過(guò)小和實(shí)驗(yàn)誤差分析．