Question

11．為測量大氣壓強的數(shù)值

（1）王欣同學(xué)進行了如圖1的實驗，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)加細沙，直到塑料吸盤剛好脫落玻璃板，測出此時塑料掛鉤、小桶和沙的總重力為G．
①即將脫離玻璃板時，空氣對塑料吸盤的壓力大小是G，所測大氣壓強的數(shù)值是$\frac{G}{S}$．
②方法所測大氣壓強數(shù)值往往比實際值小一些，你認為產(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)實驗小組利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材測量大氣壓強的值，實驗步驟如下：
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，記下彈簧力計的示數(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，計算出活塞的橫截面積．
④算得到大氣壓強的數(shù)值為0.9×10⁵ Pa．

Answer 1

分析 （1）王欣實驗的原理是：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)實驗小組的實驗原理是：先排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在往外拉活塞時，由于外界大氣壓的作用，要拉動活塞需要很大的力，這個力的大小為F=P_大氣S，故測出活塞橫截面積S和拉動時的拉力F，就可根據(jù)P_大氣=$\frac{F}{S}$求出大氣壓強的值．

解答 解：（1）①當(dāng)吸盤即將脫離玻璃板時，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．
可計算出大氣壓強的值為：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

點評 本題考查了測量大氣壓的實驗，解決關(guān)鍵是弄清實驗的原理，然后才能分析出實驗需要測量的是哪些物理量，怎么才能計算出大氣壓強的值．