Question

6．小凡同學(xué)看到媽媽買了幾個(gè)塑料掛鉤吸盤掛在墻上，于是想拿來(lái)做探究大氣壓強(qiáng)的大小的實(shí)驗(yàn)，她的想法是：將吸盤壓緊在厚玻璃板的下表面，用一個(gè)可裝細(xì)沙的購(gòu)物袋掛在掛鉤下，如圖所示，向袋里慢慢加入細(xì)沙直到吸盤被拉下，由此可得到大氣壓的值，她把自己的想法告訴了幾個(gè)同學(xué)，于是一起去找老師借了一些器材，請(qǐng)你幫他們完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告：
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量大氣壓的大小．
實(shí)驗(yàn)器材：氣壓計(jì)、帶鉤的吸盤、厚玻璃板、購(gòu)物袋、細(xì)沙、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺等．
實(shí)驗(yàn)步驟：①將吸盤壓緊在厚玻璃板的下表面，擠出里面的空氣
②測(cè)出吸盤壓緊時(shí)的直徑D，計(jì)算出吸盤的面積S=$\frac{π{D}^{2}}{4}$．
③將購(gòu)物袋掛在吸盤的掛鉤上，慢慢在購(gòu)物袋中裝沙，知道吸盤剛好脫離玻璃板面．
④測(cè)出購(gòu)物袋和細(xì)沙的總重力G．
⑤由壓強(qiáng)公式計(jì)算出大氣壓的表達(dá)式P₀=$\frac{4G}{π{D}^{2}}$（用測(cè)量值表示）．
評(píng)價(jià)與交流：①老師要求同學(xué)們帶上氣壓計(jì)的目的是將實(shí)際測(cè)出的值與氣壓計(jì)的讀數(shù)作比較．
②選擇玻璃板的好處是玻璃板光滑，可以使吸盤與玻璃板緊密接觸，避免外界空氣進(jìn)入吸盤．
③實(shí)際測(cè)出的值比氣壓計(jì)的讀數(shù)一般要偏小（選填“大”或“小”），其原因是吸盤里面的空氣不可能完全排出．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)器材：本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理是利用公式p=$\frac{F}{S}$來(lái)求取大氣壓的大小，重物剛好拉下吸盤的力就是大氣壓給予吸盤的壓力，而作用面積S則是吸盤的面積，所以彈簧測(cè)力計(jì)與刻度尺就是必不可少的了；
實(shí)驗(yàn)步驟：②根據(jù)圓的面積公式可求得吸盤的面積；
⑤利用壓強(qiáng)公式求解；
評(píng)價(jià)與交流：
①老師要求同學(xué)們帶上氣壓計(jì)的目的是將實(shí)際測(cè)出的值與氣壓計(jì)的讀數(shù)作比較；
②從玻璃板表面光滑的角度分析；
③吸盤里面的空氣不可能完全排出，據(jù)此分析．

解答 解：實(shí)驗(yàn)器材：根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可知，實(shí)驗(yàn)中需要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出大氣壓給予吸盤的壓力，需要用刻度處測(cè)出吸盤的直徑，計(jì)算出吸盤的受力面積，故除題目中給出的器材外，還必須有彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺；
實(shí)驗(yàn)步驟：②吸盤的面積S=π${（\frac{D}{2}）}^{2}$=$\frac{π{D}^{2}}{4}$，
⑤購(gòu)物袋和細(xì)沙的總重力G=F，
大氣壓的表達(dá)式P₀=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{\frac{π{D}^{2}}{4}}$=$\frac{4G}{π{D}^{2}}$，
評(píng)價(jià)與交流：①老師要求同學(xué)們帶上氣壓計(jì)的目的是將實(shí)際測(cè)出的值與氣壓計(jì)的讀數(shù)作比較；
②因?yàn)椴ＡО灞砻婀饣�，可以使吸盤與玻璃板緊密接觸，避免外界空氣進(jìn)入吸盤，減小誤差；
③實(shí)際測(cè)出的值比氣壓計(jì)的讀數(shù)一般要偏小，其原因是吸盤里面的空氣不可能完全排出，導(dǎo)致F減小，由p=$\frac{F}{S}$可知，壓強(qiáng)偏小．
故答案為：
實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)；刻度尺；
實(shí)驗(yàn)步驟：②$\frac{π{D}^{2}}{4}$；⑤$\frac{4G}{π{D}^{2}}$；
評(píng)價(jià)與交流：①將實(shí)際測(cè)出的值與氣壓計(jì)的讀數(shù)作比較；
②玻璃板光滑，可以使吸盤與玻璃板緊密接觸，避免外界空氣進(jìn)入吸盤；
③�。晃�盤里面的空氣不可能完全排出．

點(diǎn)評(píng) 這是一種常見的測(cè)量大氣壓的方法，但只適合粗略測(cè)量．器材簡(jiǎn)單、操作易行，但表達(dá)式的推導(dǎo)則需從公式入手耐心細(xì)致，這也是該實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)所在．