Question

13．物理興趣小組的同學(xué)想測量大氣壓強的大小，他們拿來一個帶掛鉤的吸盤，將吸盤緊壓在厚玻璃板的下表面，用一個可裝細(xì)沙的購物袋掛在掛鉤下．如圖所示，向袋里逐漸緩慢注入細(xì)沙直至吸盤剛好掉下為止，由此可得到大氣壓的大小．
（1）本實驗主要的測量器材有：彈簧測力計和刻度尺．
（2）需要直接測量的物理量有：細(xì)沙和袋子的總重力G和吸盤的直徑D．（用文字和字母表示）
（3）大氣壓的表達(dá)式P=$\frac{4G}{π{D}^{2}}$（用（2）中的字母和常量表示）

Answer 1

分析 （1）本實驗的設(shè)計原理是利用公式p=$\frac{F}{S}$來求取大氣壓的大小，購物袋剛好拉下吸盤的力就是大氣壓給予吸盤的壓力，而作用面積S則是吸盤的面積，所以彈簧測力計與刻度尺就是必不可少的了；
（2）兩樣測量器材用來測量兩個重要的量，細(xì)沙和袋子的總重就是拉力F，吸盤的直徑用來求它的面積；
（3）表達(dá)要利用公式將其推導(dǎo)到我們所測的量上去，即用G表示拉力F，用直徑D表示面積．

解答 解：如圖所示，向袋里逐漸緩慢注入細(xì)沙直至吸盤剛好掉下為止；
（1）從原理分析，選擇的測量器材為：彈簧測力計，刻度尺；
（2）彈簧測力計直接測細(xì)沙和袋子的總重G，刻度尺可以直接測吸盤的直徑D；
（3）從公式入手推導(dǎo)出大氣壓的表達(dá)式p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{π{r}^{2}}$=$\frac{G}{π（{\frac{D}{2}）}^{2}}$=$\frac{4G}{π{D}^{2}}$．
故答案為：吸盤剛好掉下； 刻度尺； 吸盤的直徑D； 4G/πD²．

點評 這是一種常見的測量大氣壓的方法，但只適合粗略測量．器材簡單、操作易行，但表達(dá)式的推導(dǎo)則需從公式入手耐心細(xì)致，這也是該實驗的實質(zhì)所在．