Question

5．在自主學(xué)習(xí)探究過(guò)程中，某同學(xué)利用帶拉環(huán)的吸盤、固定在墻上的平面鏡、水、刻度尺來(lái)測(cè)量大氣壓強(qiáng)的大小，具體實(shí)驗(yàn)步驟是：①用刻度尺測(cè)出吸盤的直徑，算出吸盤平面面積為10cm²；②用彈簧秤測(cè)出吸盤自身的重力0.5N；③將吸盤沾水濕潤(rùn)后，壓在平面鏡上，排盡吸盤內(nèi)空氣：④用彈簧秤水平拉動(dòng)吸盤，直至恰好脫落，讀出此時(shí)彈簧秤示數(shù)為100N；⑤記錄整理數(shù)據(jù)：⑥算出大氣壓的值，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論．實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲．請(qǐng)結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)分析：
（1）上述的實(shí)驗(yàn)步驟中，哪一步是多余的②（填序號(hào)）．
（2）將吸盤沾水濕潤(rùn)的目的是防止漏氣．
（3）根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到的大氣壓的值等于1×10⁵．
（4）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果拿-個(gè)吹風(fēng)機(jī)對(duì)著吸盤自上而下吹風(fēng)，如圖乙，則你預(yù)計(jì)的彈簧秤示數(shù)可能會(huì)小于（“大于”“小于”“等于”）100N．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和p=$\frac{F}{S}$分析解答；
（2）為了使測(cè)得的結(jié)果準(zhǔn)確，要采取必要的措施防止吸盤漏氣；
（3）根據(jù)題意可知，大氣對(duì)吸盤的壓力等于彈簧秤示數(shù)平均值，又知吸盤平面面積，利用p=$\frac{F}{S}$計(jì)算實(shí)驗(yàn)時(shí)的大氣壓值；
（4）根據(jù)流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系分析解答：流體的壓強(qiáng)跟流速有關(guān)，流速越大，壓強(qiáng)越小．

解答 解：（1）根據(jù)壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$可知，測(cè)量大氣壓強(qiáng)的大小，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出大氣對(duì)吸盤的壓力和吸盤平面面積，沒(méi)有必要用彈簧秤測(cè)出吸盤自身的重力，因此步驟②是多余的；
（2）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(jìn)入吸盤；即將吸盤沾水的目的是防止漏氣；
（3）根據(jù)題意可知，大氣對(duì)吸盤的壓力F=F_示=100N，
若不考慮實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的其他影響因素，實(shí)驗(yàn)時(shí)的大氣壓值：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{100N}{10×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（4）由圖可知，若將高壓氣泵的出風(fēng)口如圖乙那樣對(duì)著吸盤自上而下吹風(fēng)，
根據(jù)流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系可知，吸盤外側(cè)空氣流速增大，壓強(qiáng)變小，大氣對(duì)吸盤的壓力減小，
所以，彈簧秤拉動(dòng)吸盤至恰好脫落時(shí)的示數(shù)一般會(huì)小于100N．
故答案為：（1）②；（2）防止漏氣；（3）1×10⁵；（4）小于．

點(diǎn)評(píng) 本題屬實(shí)驗(yàn)探究題，實(shí)驗(yàn)探究題一般對(duì)學(xué)生的要求都較高，不僅要求學(xué)生熟練掌握課本上所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，還要求學(xué)生具有一定的物理素養(yǎng)．