Question

20．為測(cè)量大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，小明同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，將塑料掛鉤吸盤(pán)按壓在光滑水平玻璃下面，擠出塑料吸盤(pán)內(nèi)的空氣，請(qǐng)你繼續(xù)她的實(shí)驗(yàn)步驟：已知提供的器材有小桶、細(xì)沙；
（1）要完成實(shí)驗(yàn)，還需要的器材有：彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺
（2）寫(xiě)出接下來(lái)實(shí)驗(yàn)步驟及要測(cè)的物理量符號(hào)：
（3）吸盤(pán)即將脫離玻璃板時(shí)，空氣對(duì)塑料吸盤(pán)的壓力大小是F=G，所測(cè)大氣壓強(qiáng)的數(shù)值是p=$\frac{4G}{πhqmzc7s^{2}}$．（用上面的符號(hào)表示）
（4）該方法所測(cè)大氣壓強(qiáng)數(shù)值往往比實(shí)際值小一些，你認(rèn)為產(chǎn)生這一誤差的原因可能是（一條即可）：吸盤(pán)中的空氣沒(méi)有完全擠出．

Answer 1

分析 （1）從測(cè)量物體的總重力和吸盤(pán)的直徑的角度分析需要的器材；
（2）從實(shí)驗(yàn)的原理分析，小桶將掛鉤拉下的力應(yīng)該恰好等于大氣壓對(duì)吸盤(pán)產(chǎn)生的壓力F，再用它除以吸盤(pán)與玻璃面的接觸面積S，就可以求出大氣壓的大小了．
（3）而向下的拉力正好來(lái)自塑料掛鉤、小桶和沙的總重力G．這種方法測(cè)量值偏小也是一個(gè)普遍現(xiàn)象，其原因主要來(lái)自吸盤(pán)與接觸面接觸的充分程度等方面．

解答 解：（1）要完成實(shí)驗(yàn)，還需要的器材，彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)物體的總重力，刻度尺測(cè)量吸盤(pán)的直徑d，然后求得其面積；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟①將蘸水的塑料掛鉤吸盤(pán)按壓在光滑水平的玻璃板上，擠出塑料吸盤(pán)內(nèi)的空氣，測(cè)出吸盤(pán)的直徑為d，其面積s=π${（\frac42nybrs{2}）}^{2}$=$\frac{πdmx7ta7^{2}}{4}$；
②將裝有適量細(xì)砂的小桶輕輕地掛在吸盤(pán)的塑料掛鉤上；
③用小勺輕輕地向小桶內(nèi)加沙，直到塑料吸盤(pán)剛好脫離玻璃板，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出這時(shí)小桶和沙的總質(zhì)量G，
（3）當(dāng)吸盤(pán)即將脫離玻璃板時(shí)，空氣對(duì)塑料吸盤(pán)的向上的壓力大小就等于所掛物體的總重力G，所測(cè)大氣壓強(qiáng)的數(shù)值是：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{G}{\frac{πrtdj2r2^{2}}{4}}$=$\frac{4G}{πwyb2v2d^{2}}$；
（4）產(chǎn)生誤差的原因可能是吸盤(pán)中的空氣沒(méi)有完全擠出；或吸盤(pán)漏氣；或有外部空氣進(jìn)入吸盤(pán)；或吸盤(pán)與玻璃板之間有雜質(zhì)；吸盤(pán)的面積測(cè)量不準(zhǔn)等．（合理均可）
故答案為：（1）彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺；（2）見(jiàn)解答部分；（3）F=G；p=$\frac{4G}{πnwwbfx2^{2}}$；（4）吸盤(pán)中的空氣沒(méi)有完全擠出．

點(diǎn)評(píng) 這是一常用簡(jiǎn)便實(shí)用的測(cè)量大氣壓的方法，但此方法有一定的局限性，尤其是接觸面無(wú)法保證完全密封，加之受吸盤(pán)的材質(zhì)等影響也較大，所以精確測(cè)量時(shí)一般不建議使用，但它的原理和方法卻很值得借鑒．