Question

在測(cè)定大氣壓的實(shí)驗(yàn)中，因缺少大量程的彈簧測(cè)力計(jì)，小明設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)（如圖1所示）．

①將蘸水的塑料掛鉤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，測(cè)出吸盤的直徑為d；
②將裝有適量細(xì)砂的小桶輕輕地掛在吸盤的塑料掛鉤上；
③用小勺輕輕地向小桶內(nèi)加沙，直到塑料吸盤剛好脫離玻璃板，用天平測(cè)出這時(shí)小桶和沙的質(zhì)量為m．
請(qǐng)完成下列問題：
（1）將吸盤蘸水后再在光滑水平板面上，其目的是為了

讓吸盤與玻璃板接觸緊密，防止空氣進(jìn)入吸盤

．
（2）從原理上講，本實(shí)驗(yàn)測(cè)算大氣壓的方法是否可行？答：

可行，利用了平衡力的知識(shí)

．
（3）吸盤脫離玻璃板時(shí)，若不計(jì)塑料掛鉤的質(zhì)量，空氣對(duì)塑料吸盤的壓力大小是：

mg

，測(cè)得大氣壓數(shù)值的表達(dá)式是：
p_大氣壓=

4mg

πd2

．
（4）如果給你注射器（有刻度部分的容積為V）、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、刻度尺、橡皮帽．作圖2所示的實(shí)驗(yàn)估測(cè)大氣壓的值，請(qǐng)寫出主要步驟．

Answer 1

分析：此題考查了大氣壓的測(cè)量方法，利用平衡力法，再結(jié)合題目提供的條件可找出解決的方法．

解答：解：（1）將吸盤蘸水后再在光滑水平板面上，其目的是為了不讓空氣進(jìn)入吸盤之內(nèi)，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)．
（2）從原理上講，本實(shí)驗(yàn)測(cè)算大氣壓的方法是可行的；它采取了平衡力的方法，即吸盤所受向下的拉力等于大氣對(duì)它向上的壓力；然后可間接求出大氣壓的數(shù)值；
（3）根據(jù)二力平衡的知識(shí)，大氣壓力F等于小桶和沙的重力G，即F=G=mg；吸盤的面積為S=π（

d

2

）²；大氣壓強(qiáng)P=

F

S

=

4mg

πd2

；
（4）實(shí)驗(yàn)步驟：
A、把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔．
B、用細(xì)線拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛被拉動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F．
C、用刻度尺測(cè)出注射器有刻度部分的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)_總．
D、用刻度尺測(cè)出注射器活塞移動(dòng)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)_移
F、計(jì)算大氣壓的值．P=

F

S

=

F

L移 L總 V

=

L總F

L移V

；
故答案為：（1）讓吸盤與玻璃板接觸緊密，防止空氣進(jìn)入吸盤；
（2）可行，利用了平衡力的知識(shí)；
（3）mg、

4mg

πd2

（4）A、把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔．
B、用細(xì)線拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛被拉動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F．
C、用刻度尺測(cè)出注射器有刻度部分的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)_總．
D、用刻度尺測(cè)出注射器活塞移動(dòng)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)_移
F、計(jì)算大氣壓的值．P=

F

S

=

F

L移 L總 V

=

L總F

L移V

；

點(diǎn)評(píng)：大氣壓的測(cè)量一般采用平衡法，來間接獲得大氣壓的數(shù)值，題目中的方法可行，但與大氣壓的真實(shí)值存在一定的差異．