Question

小華和小玲用有掛鉤的吸盤來估測大氣壓的值，實(shí)驗(yàn)室提供的器材是：量程為10N的彈簧測力計(jì)1只，底面積約為5cm²的吸盤一個(gè)，玻璃板一塊．實(shí)驗(yàn)方案如圖1所示．實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)彈簧測力計(jì)拉至讀數(shù)最大時(shí)，吸盤仍未脫離玻璃板，實(shí)驗(yàn)室又沒有量程更大的彈簧測力計(jì)．于是小華和小玲分別提出了改進(jìn)方法．
（1）小華的方法是：在原實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上換一個(gè)面積更小的吸盤來完成測量．請你說明這種方法的原理是什么？
（2）小玲的方法是：如圖2所示，把吸盤掛在杠桿的A點(diǎn)，在杠桿的B點(diǎn)用彈簧測力計(jì)向下拉，直到吸盤正好從玻璃板上脫落為止．請你說明這種方法的原理是什么？

Answer 1

【答案】分析：首先明確本實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理是P=，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(qiáng)的大�。�如圖1所示實(shí)驗(yàn)方案．說明使吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力超過彈簧測力計(jì)的量程．
（1）小華的方法是：在原實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上換一個(gè)面積更小的吸盤來完成測量．則根據(jù)F=PS可知使吸盤脫離玻璃板時(shí)所有拉力會減小，只要吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力沒有超過彈簧測力計(jì)的量程即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（2）小玲的方法是：把吸盤掛在杠桿的A點(diǎn)，在杠桿的B點(diǎn)用彈簧測力計(jì)向下拉，根據(jù)杠桿原理可知在B點(diǎn)所施加的拉力小于吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力，當(dāng)B點(diǎn)所施加的拉力沒有超過彈簧測力計(jì)的量程即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
解答：解：本實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理是P=，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(qiáng)的大�。�
而如圖1所示實(shí)驗(yàn)方案．說明使吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力超過彈簧測力計(jì)的量程，于是無法估測大氣壓的值．
（1）小華的方法是：在原實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上換來一個(gè)面積更小的吸盤完成測量．則根據(jù)F=PS可知：
吸盤面積減小，使吸盤脫離玻璃板時(shí)所有拉力會減小，
所以只要吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力減小到彈簧測力計(jì)的量程之內(nèi)，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
因此這種方法的原理是：通過減小吸盤面積，從而減小吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力．
（2）小玲的方法是：把吸盤掛在杠桿的A點(diǎn)，在杠桿的B點(diǎn)用彈簧測力計(jì)向下拉，
則在B點(diǎn)所施加的拉力F_B小于吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力F_A，根據(jù)杠桿原理可得：
OB?F_B=OA?F_A，
∵OB＞OA，∴F_B＜F_A，
所以當(dāng)B點(diǎn)所施加的拉力減小到彈簧測力計(jì)的量程之內(nèi)即可通過計(jì)算間接測出吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力；
因此這種方法的原理是：不直接測量吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力，而是通過利用省力杠桿測量作用在杠桿上的動力．
答：（1）小華方法的原理是通過減小吸盤面積，從而減小吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力．
（2）小玲方法的原理是不直接測量吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力，而是通過利用省力杠桿測量作用在杠桿上的動力．
點(diǎn)評：利用吸盤來測量大氣壓是一種較常見的方法，知道讀取吸盤脫離時(shí)瞬間的拉力大小；實(shí)驗(yàn)是否完成應(yīng)注意吸盤脫離玻璃板時(shí)所用拉力在測力計(jì)的量程之內(nèi)．