Question

6．小凡同學看到媽媽買了幾個塑料掛鉤吸盤掛在墻上，于是想拿來做探究大氣壓強的大小的實驗，她的想法是：將吸盤壓緊在厚玻璃板的下表面，用一個可裝細沙的購物袋掛在掛鉤下，如圖所示，向袋里慢慢加入細沙直到吸盤被拉下，由此可得到大氣壓的值，她把自己的想法告訴了幾個同學，于是一起去找老師借了一些器材，請你幫他們完成下列實驗報告：
實驗目的：測量大氣壓的大�。�
實驗器材：氣壓計、帶鉤的吸盤、厚玻璃板、購物袋、細沙、彈簧測力計、刻度尺等．
實驗步驟：①將吸盤壓緊在厚玻璃板的下表面，擠出里面的空氣
②測出吸盤壓緊時的直徑D，計算出吸盤的面積S=$\frac{π{D}^{2}}{4}$．
③將購物袋掛在吸盤的掛鉤上，慢慢在購物袋中裝沙，知道吸盤剛好脫離玻璃板面．
④測出購物袋和細沙的總重力G．
⑤由壓強公式計算出大氣壓的表達式P₀=$\frac{4G}{π{D}^{2}}$（用測量值表示）．
評價與交流：①老師要求同學們帶上氣壓計的目的是將實際測出的值與氣壓計的讀數(shù)作比較．
②選擇玻璃板的好處是玻璃板光滑，可以使吸盤與玻璃板緊密接觸，避免外界空氣進入吸盤．
③實際測出的值比氣壓計的讀數(shù)一般要偏�。ㄟx填“大”或“小”），其原因是吸盤里面的空氣不可能完全排出．

Answer 1

分析 實驗器材：本實驗的設計原理是利用公式p=$\frac{F}{S}$來求取大氣壓的大小，重物剛好拉下吸盤的力就是大氣壓給予吸盤的壓力，而作用面積S則是吸盤的面積，所以彈簧測力計與刻度尺就是必不可少的了；
實驗步驟：②根據(jù)圓的面積公式可求得吸盤的面積；
⑤利用壓強公式求解；
評價與交流：
①老師要求同學們帶上氣壓計的目的是將實際測出的值與氣壓計的讀數(shù)作比較；
②從玻璃板表面光滑的角度分析；
③吸盤里面的空氣不可能完全排出，據(jù)此分析．

解答 解：實驗器材：根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可知，實驗中需要用彈簧測力計測出大氣壓給予吸盤的壓力，需要用刻度處測出吸盤的直徑，計算出吸盤的受力面積，故除題目中給出的器材外，還必須有彈簧測力計和刻度尺；
實驗步驟：②吸盤的面積S=π${（\frac{D}{2}）}^{2}$=$\frac{π{D}^{2}}{4}$，
⑤購物袋和細沙的總重力G=F，
大氣壓的表達式P₀=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{\frac{π{D}^{2}}{4}}$=$\frac{4G}{π{D}^{2}}$，
評價與交流：①老師要求同學們帶上氣壓計的目的是將實際測出的值與氣壓計的讀數(shù)作比較；
②因為玻璃板表面光滑，可以使吸盤與玻璃板緊密接觸，避免外界空氣進入吸盤，減小誤差；
③實際測出的值比氣壓計的讀數(shù)一般要偏小，其原因是吸盤里面的空氣不可能完全排出，導致F減小，由p=$\frac{F}{S}$可知，壓強偏小．
故答案為：
實驗器材：彈簧測力計；刻度尺；
實驗步驟：②$\frac{π{D}^{2}}{4}$；⑤$\frac{4G}{π{D}^{2}}$；
評價與交流：①將實際測出的值與氣壓計的讀數(shù)作比較；
②玻璃板光滑，可以使吸盤與玻璃板緊密接觸，避免外界空氣進入吸盤；
③�。晃�盤里面的空氣不可能完全排出．

點評 這是一種常見的測量大氣壓的方法，但只適合粗略測量．器材簡單、操作易行，但表達式的推導則需從公式入手耐心細致，這也是該實驗的實質(zhì)所在．