Question

小紅同學家的衛(wèi)生間下水道堵塞了，他爸爸利用吸盤很快就將下水道疏通了，如圖所示．為此他突然聯想到所學過的大氣壓知識，于是，小紅和小軍同學合作利用吸盤設計了一個估測當地大氣壓強的實驗方案：
【方案設計】
（A）計算出當地大氣壓強．
（B）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）用刻度尺測出吸盤的直徑D；
（D）用力豎直往上拉吸盤柄，直到吸盤脫離地面．根據經驗估測拉脫吸盤所需拉力大小F．
你認為正確的操作順序是（填字母）

BCDA

【評估交流】
小紅同學說：我們的實驗原理是

p=

F

S

，操作過程規(guī)范，較方便地估測出了大氣壓強．
小軍同學說：在操作中，我發(fā)現存在

裝置的氣密性不好

、

拉力大小很難估測

等問題，盡管我們的操作規(guī)范，但估測的結果誤差較大．小紅認真思考后，同意了小軍的意見，然后，他們繼續(xù)一起探討如何改進方案，盡量減少測量誤差．
根據小紅和小軍同學的實驗記錄及自我評估情況，請你回答：小紅和小軍測出的大氣壓強p=

4F

πD2

（用字母表示）；實驗時小軍同學將吸盤四周蘸上水，這樣做的目的是

增強裝置的氣密性

；要準確測量，應該利用課本中介紹的

托里拆利實驗

進行測量，課本上的1標準大氣壓=

1.013×10⁵

Pa．

Answer 1

分析：（1）根據壓強的計算公式p=

F

S

，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．
（2）大氣壓的大小最早是由科學家托里拆利通過實驗的方法測出的，實驗結果表明，大氣壓能支持約76cm高的水銀柱，根據這一結果，利用液體壓強公式p=ρgh，我們還可以進一步算出大氣壓的具體數值．

解答：解：（1）正確的操作順序是（B）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）用刻度尺測出吸盤的直徑D；
（D）用力豎直往上拉吸盤柄，直到吸盤脫離地面．根據經驗估測拉脫吸盤所需拉力大小F．
（A）計算出當地大氣壓強．
（2）實驗依據的原理是壓強的計算公式p=

F

S

．分析操作過程可以看出，操作中吸盤內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=

F

S

=

F

π( D 2 )2

=

4F

πD2

；
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，增強裝置的氣密性；
這種方法必竟有較多的不足之處，準確測量時仍需要選擇氣壓計或應該利用課本中介紹的托里拆利實驗進行測量．
p=ρgh=13.6×10³kg/cm³×9.8N/kg×0.76m≈1.013×10⁵Pa；
故答案為：BCDA；p=

F

S

；裝置的氣密性不好；拉力大小很難估測；

4F

πD2

；增強裝置的氣密性；托里拆利實驗（或氣壓計等）；1.013×10⁵．

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．