Question

17．如圖所示，小寧用輕質吸盤等器材估測大氣壓的大小，她設計的實驗方案如下：
A．記錄彈簧測力計的示數為F．
B．將蘸水的塑料吸盤放在光滑玻璃板上，用力擠壓吸盤．
C．用彈簧測力計鉤著掛鉤緩慢向上拉，直到吸盤脫離玻璃板面．
D．測出吸盤與玻璃板接觸面的直徑D．
E．計算出大氣壓的大小p．
（1）小寧由于疏忽，將前三項的順序寫顛倒了，正確的順序應為BCA．
（2）實驗中將蘸水的吸盤放在光滑玻璃板上，用力擠壓吸盤的目的是盡量將吸盤內的空氣排干凈．
（3）要測出大氣壓的大小，你認為實驗中所選吸盤的面積應盡量小一些．（選填“大一些”或“小一些”）．
（4）實驗中計算大氣壓的表達式是p=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$（用測得的物理量表示）

Answer 1

分析 （1）整個實驗是圍繞原理p=$\frac{F}{S}$展開的，前三步求F，順序當然不能顛倒；
（2）用力擠壓是為了排凈吸盤內的空氣，這一步非常重要；
（3）根據p=$\frac{F}{S}$計算出大氣壓；
（4）小量程的彈簧測力計是否能行，我們要根據公式F=pS算一下，結果當然是相差甚遠，這也給了我們一個啟示：面積越大的吸盤受到的壓力越大，所以我們選小一些的就更實用了．

解答 解：（1）前三步的目的是為了測量拉力F的大小，所以應先擠壓排氣，再拉，再記數，正確順序應為BCA；
（2）蘸水和用力擠壓吸盤都是為了盡量將吸盤內的空氣排干凈，這樣里面沒有氣壓，外面的大氣壓才能將其緊緊壓在玻璃板上；
（3）依據F=pS，吸盤的面積越大，受到的壓力越大，對彈簧測力計的量程要求越大，所以小一些的吸盤更切合實際
（4）大氣壓的值為：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{π（\frac{D}{2}）^{2}}$=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$；
故答案為：（1）BCA；（2）盡量將吸盤內的空氣排干凈；（3）小一些；（4）p=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$．

點評 利用吸盤來測量大氣壓是一種較常見的方法，把握住幾個關鍵環(huán)節(jié)才能使測量更準確有效．即：排凈吸盤與玻璃板接觸面之間的空氣；準確讀取吸盤脫離時瞬間的拉力大��；選擇的器材要合適，比如吸盤不要太大，測力計的量程要夠大等．