Question

已知1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值約為1×10⁵Pa，小明同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)探究大氣壓究竟有多大？他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是：將蘸水的塑料掛鉤的吸盤按在光滑水平桌面上，擠出里面的空氣，用彈簧測力計(jì)鉤著掛鉤緩慢往上拉，直到吸盤脫離桌面，記錄剛剛脫離桌面時(shí)彈簧測力計(jì)的計(jì)數(shù)，這就是大氣對吸盤的壓力．再設(shè)法量出吸盤與桌面的接觸面積，然后算出大氣壓，如圖所示．他選擇的實(shí)驗(yàn)器材是：量程為5N的彈簧測力計(jì)，底面積為5cm²的吸盤．
（1）這種通過測量拉力和接觸面積來計(jì)算大氣壓強(qiáng)的方法是否可行？
（2）如果上述實(shí)驗(yàn)方案可行，小明同學(xué)選擇的器材能否測出大氣壓的值？請進(jìn)行分析和評估．

Answer 1

【答案】分析：利用此種方法測大氣壓強(qiáng)，所依據(jù)的原理是p=，只要我們想辦法求出大氣對吸盤的壓力，再量出吸盤與桌面的接觸面積，就可以求出大氣壓強(qiáng)的大小．但具體操作時(shí)，根據(jù)實(shí)際選擇合適的器材和方法才能讓理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)．
解答：解：（1）可行．實(shí)驗(yàn)依據(jù)了公式p=．當(dāng)吸盤恰好脫離桌面時(shí)，對吸盤的拉力與大氣對吸盤的壓力正好是一對平衡力，這樣F就可以求出了．而S則可以通過量取接觸面的直徑來求出面積，所以說，這種設(shè)計(jì)是完全可行的；
（2）不能．計(jì)算可知：5cm²的吸盤上受到的大氣壓力約為F=PS=1×10⁵Pa×5×10^-4m²=50N，遠(yuǎn)超過了彈簧測力計(jì)0～5N的測量范圍，所以該器材無法順利測出大氣壓的值．
點(diǎn)評：理論上可行，并不表示操作一定成功．對一個(gè)實(shí)驗(yàn)的評估既要考慮它理論上的依據(jù)，又要考查在實(shí)際操作中的器材、所選的方法等能否實(shí)現(xiàn)．