Question

5．在自主學(xué)習(xí)探究過程中，某同學(xué)利用帶拉環(huán)的吸盤、固定在墻上的平面鏡、水、刻度尺來測量大氣壓強的大小，具體實驗步驟是：①用刻度尺測出吸盤的直徑，算出吸盤平面面積為10cm²；②用彈簧秤測出吸盤自身的重力0.5N；③將吸盤沾水濕潤后，壓在平面鏡上，排盡吸盤內(nèi)空氣：④用彈簧秤水平拉動吸盤，直至恰好脫落，讀出此時彈簧秤示數(shù)為100N；⑤記錄整理數(shù)據(jù)：⑥算出大氣壓的值，分析實驗結(jié)論．實驗裝置如圖甲．請結(jié)合你所學(xué)的知識分析：
（1）上述的實驗步驟中，哪一步是多余的②（填序號）．
（2）將吸盤沾水濕潤的目的是防止漏氣．
（3）根據(jù)該同學(xué)的實驗數(shù)據(jù)，計算得到的大氣壓的值等于1×10⁵．
（4）在實驗時，如果拿-個吹風(fēng)機對著吸盤自上而下吹風(fēng)，如圖乙，則你預(yù)計的彈簧秤示數(shù)可能會小于（“大于”“小于”“等于”）100N．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的目的和p=$\frac{F}{S}$分析解答；
（2）為了使測得的結(jié)果準確，要采取必要的措施防止吸盤漏氣；
（3）根據(jù)題意可知，大氣對吸盤的壓力等于彈簧秤示數(shù)平均值，又知吸盤平面面積，利用p=$\frac{F}{S}$計算實驗時的大氣壓值；
（4）根據(jù)流體壓強和流速的關(guān)系分析解答：流體的壓強跟流速有關(guān)，流速越大，壓強越�。�

解答 解：（1）根據(jù)壓強公式p=$\frac{F}{S}$可知，測量大氣壓強的大小，需要通過實驗得出大氣對吸盤的壓力和吸盤平面面積，沒有必要用彈簧秤測出吸盤自身的重力，因此步驟②是多余的；
（2）吸盤與地面之間不可能完全密封，四周沾上水是為了防止外面的氣體進入吸盤；即將吸盤沾水的目的是防止漏氣；
（3）根據(jù)題意可知，大氣對吸盤的壓力F=F_示=100N，
若不考慮實驗過程中的其他影響因素，實驗時的大氣壓值：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{100N}{10×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（4）由圖可知，若將高壓氣泵的出風(fēng)口如圖乙那樣對著吸盤自上而下吹風(fēng)，
根據(jù)流體壓強和流速的關(guān)系可知，吸盤外側(cè)空氣流速增大，壓強變小，大氣對吸盤的壓力減小，
所以，彈簧秤拉動吸盤至恰好脫落時的示數(shù)一般會小于100N．
故答案為：（1）②；（2）防止漏氣；（3）1×10⁵；（4）小于．

點評 本題屬實驗探究題，實驗探究題一般對學(xué)生的要求都較高，不僅要求學(xué)生熟練掌握課本上所學(xué)的相關(guān)知識，還要求學(xué)生具有一定的物理素養(yǎng)．