Question

11．為測量大氣壓強(qiáng)的數(shù)值

（1）王欣同學(xué)進(jìn)行了如圖1的實(shí)驗(yàn)，將塑料掛鉤吸盤按壓在光滑水平玻璃下面，擠出塑料吸盤內(nèi)的空氣，測出吸盤壓在玻璃上的面積為S；將裝適量細(xì)沙的小桶輕輕掛在吸盤下面的塑料掛鉤上，用小勺輕輕向桶內(nèi)加細(xì)沙，直到塑料吸盤剛好脫落玻璃板，測出此時(shí)塑料掛鉤、小桶和沙的總重力為G．
①即將脫離玻璃板時(shí)，空氣對塑料吸盤的壓力大小是G，所測大氣壓強(qiáng)的數(shù)值是$\frac{G}{S}$．
②方法所測大氣壓強(qiáng)數(shù)值往往比實(shí)際值小一些，你認(rèn)為產(chǎn)生這一誤差的原因
可能是（一條即可）：吸盤的空氣沒有完全擠出．
（2）某科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組利用注射器、彈簧測力計(jì)、刻度尺等器材測量大氣壓強(qiáng)的值，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①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，這樣做的目的是排盡注射器內(nèi)的空氣．
②圖2所示，用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛被拉動時(shí)，記下彈簧力計(jì)的示數(shù)為29.9N．
③圖3所示，用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為6.00cm，計(jì)算出活塞的橫截面積．
④算得到大氣壓強(qiáng)的數(shù)值為0.9×10⁵ Pa．

Answer 1

分析 （1）王欣實(shí)驗(yàn)的原理是：塑料掛鉤吸盤按壓在光滑水平玻璃下面，擠出塑料吸盤內(nèi)的空氣，當(dāng)塑料吸盤剛好脫落玻璃板時(shí)小桶給掛鉤向下的拉力恰好等于大氣壓對吸盤產(chǎn)生的壓力F，再用它除以吸盤與玻璃面的接觸面積S，就可以求出大氣壓的大小．
（2）科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)原理是：先排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在往外拉活塞時(shí)，由于外界大氣壓的作用，要拉動活塞需要很大的力，這個(gè)力的大小為F=P_大氣S，故測出活塞橫截面積S和拉動時(shí)的拉力F，就可根據(jù)P_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強(qiáng)的值．

解答 解：（1）①當(dāng)吸盤即將脫離玻璃板時(shí)，空氣對塑料吸盤的向上的壓力大小就等于所掛物體的總重力G，大氣壓的值也可通過公式表示為 p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$；
②吸盤的空氣沒有完全擠出；或吸盤漏氣；或有外部空氣進(jìn)入吸盤；或吸盤與玻璃板之間有雜質(zhì)；吸盤的面積測量不準(zhǔn)等．（合理均可）
（2）①將活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，這樣做的目的是為了排盡注射器內(nèi)的空氣．
③從圖中可以看出，注射器可容納的藥水容積為20ml=20cm³，這20cm³的刻度長度由刻度尺可看出為6.00cm，
④故活塞的橫截面積為S=$\frac{V}{h}$=$\frac{20}{6}$cm²≈3.33cm²=3.33×10^-4m²．
可計(jì)算出大氣壓強(qiáng)的值為：P_大氣=$\frac{F}{S}$=$\frac{29.9N}{3.33×1{0}^{-4}{m}^{2}}$≈0.9×10⁵Pa．
故答案為：（1）①G；$\frac{G}{S}$；②吸盤的空氣沒有完全擠出；（2）①排盡注射器內(nèi)的空氣；③6.00；④0.9×10⁵

點(diǎn)評 本題考查了測量大氣壓的實(shí)驗(yàn)，解決關(guān)鍵是弄清實(shí)驗(yàn)的原理，然后才能分析出實(shí)驗(yàn)需要測量的是哪些物理量，怎么才能計(jì)算出大氣壓強(qiáng)的值．