Question

6．為了估測本地大氣壓，某同學用吸盤、玻璃板以及彈簧測力計設計實驗：把吸盤吸在玻璃板上如圖（a），測出吸盤的面積為S，用彈簧測力計豎直向上緩慢拉動吸盤，多次實驗，記下吸盤剛好脫離玻璃板時的拉力．根據二力平衡可知，此時的拉力與大氣對吸盤的壓力大小相等．然后利用公式計算出大氣壓強．多次實驗的目的是減少使用誤差．實際操作時發(fā)現如下問題：
（1）吸盤吸附在玻璃板上之前，往往先要對吸盤哈氣或者蘸少許水，原因是便于擠出氣泡，使吸盤更多的面積粘在玻璃．
（2）操作時發(fā)現彈簧測力計的量程太小，就利用杠桿設計了如圖（b）的改進實驗．測得吸盤剛好脫離玻璃板時，測力計的拉力為F．由此計算出此地的大氣壓值為p=$\frac{3F}{S}$．
（3）通過調查發(fā)現此次的測量值與氣象部門提供的數據相比偏小，請所學知識猜想可能是實際面積小于吸盤面積．

Answer 1

分析 這道題目是對學生綜合素質的考查，利用力與壓強的關系來算．先看物體處于的狀態(tài)，物體是靜止的，處于平衡狀態(tài)，利用二力平衡得，拉力與拉力與大氣對吸盤的壓力大小相等，利用壓強公式p=$\frac{F}{S}$．再根據實際面積的大小，比較實際值與測量值的大小關系．

解答 解：把吸盤吸在玻璃板上，測出吸盤的面積為S，用彈簧測力計豎直向上緩慢拉動吸盤，多次實驗，記下吸盤剛好脫離玻璃板時的拉力．根據二力平衡可知，此時的拉力與大氣對吸盤的壓力大小相等．然后利用公式p=$\frac{F}{S}$計算出大氣壓強．多次實驗的目的是減少使用誤差．
（1）吸盤吸附在玻璃板上之前，往往先要對吸盤哈氣或者蘸少許水，原因是便于擠出氣泡是吸盤更多的面積粘在玻璃上．
（2）利用杠桿平衡得，FL=F′$\frac{L}{3}$，F′=3F，由于壓力和拉力相等，則壓力為3F
根據壓強定義得，p=$\frac{3F}{S}$
（3）由于吸盤不可能完全接觸玻璃，實際面積肯定小于吸盤所給的面積，則利用公式p=$\frac{3F}{S}$，由于實際S偏小，壓力不變，則實際壓強大于測量值，則測量值偏�。�
故答案為：二力平衡；減少屬于誤差；
（1）便于擠出氣泡，使吸盤更多的面積粘在玻璃；（2）$\frac{3F}{S}$；（3）實際面積小于吸盤面積．

點評 本題目考查內容較多，但主要還是考查大氣壓強，以及其計算公式．其中又穿插杠桿平衡、力的關系，以及對學生的拓展思維能力的考查，雖然稍微有些復雜，但只要循序漸進一步步的來，還是不難解出的．