Question

我們可以用塑料掛鉤的吸盤做粗略測量大氣壓數值的實驗，請完成下面的實驗要求：
（1）把吸盤放在白紙上，沿著吸盤的圓周畫一圈，得到如圖所示的圓，用分度值為mm的直尺測量此圓的直徑d，從圖中可得d=

 

mm．
（2）把一塊大玻璃板放在水平桌面上，將吸盤按在玻璃板上，擠出里面的空氣．然后一位同學用力向下按緊玻璃板，同時另一位同學用彈簧測力計鉤著掛鉤緩慢往上拉，直到吸盤脫離玻璃板，這時彈簧測力計的示數如右圖所示（測力計的單位是N），這就是大氣對吸盤的壓力F，從右圖可得F=

 

．
（3）如果取吸盤面積的80%作為吸盤與玻璃板接觸的有效面積S，近似得到S=6×10^-4㎡，由壓力F的大小可算得大氣壓強P=

 

Pa．
（4）這個實驗結果誤差很大，你認為主要原因是

 

．

Answer 1

分析：將吸盤按在玻璃板上，擠出里面的空氣，此時吸盤在外界大氣壓的作用下被緊壓在玻璃板上．然后一位同學用力向下按緊玻璃板，同時另一位同學用彈簧測力計鉤著掛鉤緩慢往上拉，直到吸盤脫離玻璃板，此時拉力（彈簧測力計求數）等于大氣壓對吸盤的拉力．

解答：解：（1）刻度尺的讀數須進行估讀，在刻度尺上的示數（準確值）31mm后面再估計一位，故在31.1～31.4mm內的答案都可以．
（2）彈簧測力計的讀數不須估讀，從圖中看出，指針指在20N下的一格處，而此彈簧測力計分度值（一小格）為1N，故彈簧測力計示數為21N．
（3）根據拉力（彈簧測力計求數）等于大氣壓對吸盤的拉力，可得P_大氣S=F，
故大氣壓強值P_大氣=

F

S

=

21

6×10-4

Pa=0.35×105Pa
（4）實驗誤差主要是實驗操作過程不像理論分析那么理想，如受力面積的大小測量不準確、吸盤內的空氣未能排盡等．
故本題答案為：（1）31.1～31.4范圍內都對；（2）21N；（3）③0.35×10⁵；（4）吸盤內的空氣未能排盡

點評：作為一個課本上沒有出現過的實驗，弄清實驗的原理是解題的關鍵．只有弄清了實驗的原理，才能分析出需要測量哪些物理量，才能推導出如何計算大氣壓強的值．