Question

2．洋洋同學家的衛(wèi)生間下水道堵塞了，他爸爸利用吸盤（如圖）很快就將下水道疏通了，這使他突然聯(lián)想到學過的大氣壓知識，于是，洋洋和瑞瑞同學合作，利用吸盤設計了一個估測大氣壓強的實驗方案 
（1）理順后的實驗方案的次序應該是：ACBD．
A．將吸盤四周沾上水．擠出里面的空氣，壓在光滑的水平地面上；
B．用刻尺測出吸盤的直徑d；
C．用力豎罝向上拉緊吸盤柄，直到吸盤脫離地面，根據(jù)經(jīng)驗估計拉脫吸盤 所需的拉力大�。�
D．計算出當?shù)卮髿鈮簭姡?br />（2）本實驗的原理是p=$\frac{F}{S}$，雖然在規(guī)范的操作過程中，但估測的結果誤差較大，其原因是裝置的氣密性不好和拉力大小很難估測問題．
（3）根據(jù)以上實驗，請你回答：洋洋和瑞瑞測出的大氣壓強p=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$〔用字母表示）；實驗時洋洋同學將吸盤四周沾上水，這樣做的目的是防止外面的氣體進入吸盤．
（4）要準確測量，應該利用彈簧測力計進行大氣壓的測量．

Answer 1

分析 根據(jù)壓強的計算公式，實驗的主要思路是測出拉脫吸盤的力F和吸盤的面積S．實驗中，吸盤內(nèi)的空氣不可能完全擠出，估測也很難保證準確，這是影響測量結果的主要原因，要想準確測量，氣壓計仍是最好的選擇．實驗操作中需要測量的量主要有拉力F和吸盤的直徑D，因此，表達式應利用測量的量來表示．

解答 解：（1）正確的操作順序是：
A、將吸盤四周蘸上水，擠出里面的空氣壓在光滑的水平地面上；
C．用力豎罝向上拉緊吸盤柄，直到吸盤脫離地面，根據(jù)經(jīng)驗估計拉脫吸盤 所需的拉力大小．
B．用刻尺測出吸盤的直徑d；
D．計算出當?shù)卮髿鈮簭姡?br />（2）實驗依據(jù)的原理是壓強的計算公式p=$\frac{F}{S}$．分析操作過程可以看出，操作中吸盤內(nèi)的氣體不可能擠干凈，利用估測來得出拉力的大小也有較大偏差；
利用此方法得出的大氣壓強的表達式為p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{π（{\frac{D}{2}）}^{2}}$=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$；
（3）吸盤與地面之間不可能完全密封，四周沾上水是為了防止外面的氣體進入吸盤；
（4）這種方法必竟有較多的不足之處，準確測量時利用彈簧測力計進行大氣壓的測量．
故答案為：（1）ACBD，
（2）p=$\frac{F}{S}$；裝置的氣密性不好；拉力大小很難估測；
（3）$\frac{4F}{π{D}^{2}}$；
（4）彈簧測力計．

點評 利用各類吸盤測量大氣壓，是較為常用的方法，這類方法雖然操作簡便易行，但測量時的準確度卻較差．對這種方法的原理、操作要點、誤差分析等都是我們應該了解的．