Question

已知1標準大氣壓的值約為1×10⁵Pa，小明同學想通過實驗探究大氣壓究竟有多大？他設計的實驗方案是：將蘸水的塑料掛鉤的吸盤按在光滑水平桌面上，擠出里面的空氣，用彈簧測力計鉤著掛鉤緩慢往上拉，直到吸盤脫離桌面，記錄剛剛脫離桌面時彈簧測力計的計數(shù)，這就是大氣對吸盤的壓力．再設法量出吸盤與桌面的接觸面積，然后算出大氣壓，如圖所示．他選擇的實驗器材是：量程為5N的彈簧測力計，底面積為5cm²的吸盤．
（1）這種通過測量拉力和接觸面積來計算大氣壓強的方法是否可行？
（2）如果上述實驗方案可行，小明同學選擇的器材能否測出大氣壓的值？請進行分析和評估．

Answer 1

分析：利用此種方法測大氣壓強，所依據(jù)的原理是p=

F

S

，只要我們想辦法求出大氣對吸盤的壓力，再量出吸盤與桌面的接觸面積，就可以求出大氣壓強的大小．但具體操作時，根據(jù)實際選擇合適的器材和方法才能讓理論變?yōu)楝F(xiàn)實．

解答：解：（1）可行．實驗依據(jù)了公式p=

F

S

．當吸盤恰好脫離桌面時，對吸盤的拉力與大氣對吸盤的壓力正好是一對平衡力，這樣F就可以求出了．而S則可以通過量取接觸面的直徑來求出面積，所以說，這種設計是完全可行的；
（2）不能．計算可知：5cm²的吸盤上受到的大氣壓力約為F=PS=1×10⁵Pa×5×10^-4m²=50N，遠超過了彈簧測力計0～5N的測量范圍，所以該器材無法順利測出大氣壓的值．

點評：理論上可行，并不表示操作一定成功．對一個實驗的評估既要考慮它理論上的依據(jù)，又要考查在實際操作中的器材、所選的方法等能否實現(xiàn)．