Question

在測量大氣壓的實驗中，某同學(xué)將玻璃板放在桌子上，用吸盤貼在玻璃板上面，用彈簧測力計將吸盤緩慢向上拉，直到吸盤脫離板面．問：
（1）實驗原理是什么？
（2）該同學(xué)做實驗時發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的量程都太小，不能測出吸盤脫離板面時的拉力．請你選擇其他器材與這只彈簧測力計組合，測出吸盤脫離板面時的拉力．要求寫出用到的器材和方法．

Answer 1

【答案】分析：（1）由公式p=我們知道，實驗的主要目的就是要想辦法測出壓力F和受力面積S，而當彈簧測力計剛好把吸盤從玻璃板上拉下的時候，拉力F_拉和大氣對吸盤產(chǎn)生的壓力F_氣瞬間是一對平衡力，這就是我們設(shè)計實驗的主要依據(jù)．
（2）實驗器材的選擇和步驟的設(shè)計也要圍繞這一目的展開．彈簧測力計的量程太小，說明我們需要用一個較小的力得到一個較大的力，那我們最容易想到的就是利用學(xué)過的簡單機械，比如杠桿或滑輪等來實現(xiàn)．
解答：解：（1）根據(jù)二力平衡的條件：F_氣=F_拉，再由p=得出大氣壓強．
（2）實驗器材：彈簧測力計、刻度尺、杠桿（或滑輪）．
實驗方法：A、用力擠壓吸盤，盡量擠凈里面的空氣使之緊貼在玻璃板上；
B、固定好一支杠桿，將其一端與吸盤連在一起，并將支點靠近掛吸盤的一端，用彈簧測力計拉另一端，組合成一個省力杠桿．當吸盤剛好脫離玻璃板時，讀出彈簧測力計的示數(shù)F₁；
C、用刻度尺量出杠桿的力臂，利用杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂求出吸盤一端所受的拉力F₂；
D、用刻度尺量出吸盤與玻璃板接觸面的直徑D，利用S=π（）²求出吸盤與玻璃板的接觸面積；
E、通過計算得出大氣壓強p=．
點評：該實驗是粗細測量大氣壓時常用的方法之一，實際操作中往往面臨彈簧測力計量程過小的問題，利用一些省力的機械雖可以幫助我們間接測出力的大小，但我們也要認識到，這樣也可能會增大測量的誤差．