Question

18．探究流體壓強

（1）在研究液體壓強的實驗中，老師出示了如圖甲、乙所示的裝置，老師拿出如圖乙的壓強計準備探究液體內部是否存在壓強，而小明認為沒必要，利用圖甲裝置即可，你認為要探究液體內部壓強的特點，哪個裝置更適合，并說明理由甲只能研究一個方向的壓強，而乙可以研究液體向各個方向的壓強特點．
（2）在吸盤法估測大氣壓的實驗中所用彈簧測力計的量程為5N，吸盤與水平板面的接觸面積為10cm²，
A、請你通過計算，說明他們能否測算出大氣壓，為什么？（1標準大氣壓為1.0×10⁵Pa）
B、要估測出大氣壓，你認為本實驗中對主要器材有什么要求？

Answer 1

分析 （1）把甲裝置插入水中，看到橡皮膜向上凹，說明水對橡皮膜有向上的壓強．但是甲裝置不能探究水對橡皮膜是否有向前、向后、向左、向右的壓強．由于乙裝置的金屬盒能朝上、朝下、朝左、朝右、朝前、朝后，能探究各個方向的壓強．
（2）本實驗的原理是排出吸盤中的空氣后，吸盤就被大氣壓緊緊地壓在了玻璃上，要把吸盤拉開，所用的拉力就必須等于或等于大氣壓所產生的壓力．故測出拉開吸盤時所用的拉力F，和吸盤與玻璃板接觸的面積S，就可以根據 P=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強．

解答 解：（1）甲裝置能探究液體內部能產生向上的壓強，但是不能探究液體內部向前、向后、向左、向右向下的壓強．由于乙裝置的金屬盒能朝上、朝下、朝左、朝右、朝前、朝后，能探究各個方向的壓強．若要探究液體內部壓強的特點，乙更適合．
（2）A、根據 P=$\frac{F}{S}$可知，吸盤受到的大氣壓力為：F=PS=1×10⁵×10×10^-4N=100N，遠遠大于5N；超過測力計量程，所以不可行．
B、由于實驗實際操作過程不可能達到理論分析中的理想化，故誤差不可避免．本實驗產生誤差的原因如：吸盤內的空氣無法排盡、吸盤本身也有重力、吸盤的面積測量有誤差等．所以由上面的計算和分析可知：對主要實驗器材的要求有：①要選用大量程的彈簧測力計；②選擇面積（或直徑）更小的吸盤等．
故答案為：（1）甲只能研究一個方向的壓強，而乙可以研究液體向各個方向的壓強特點；（2）A、超過測力計量程，所以不可行；B、①要選用大量程的彈簧測力計；②選擇面積（或直徑）更小的吸盤等．

點評 本題主要體現液體壓強計在探究液體內部壓強時的優越性，液體壓強實驗也是初中的重要實驗，一定要掌握．