Question

17．已知1標準大氣壓的值約為10⁵Pa，小明想通過實驗探究大氣壓究竟有多大？設計下列實驗方案：將蘸水的塑料掛鉤的吸盤按在光滑水平桌面上，擠出里面的空氣，用彈簧測力計鉤著掛鉤緩慢往上拉，直到吸盤脫離桌面，記錄剛剛脫離桌面時彈簧測力計的計數(shù)，這就是大氣對吸盤的壓力．再設法量出吸盤與桌面的接觸面積，然后算出大氣壓，如圖所示．他選擇的實驗器材是：量程為5N的彈簧測力計，底面積為5cm²的吸盤．
（1）這種通過測量拉力和接觸面積來計算大氣壓強的方法是否可行？
（2）如果上述實驗方案可行，小明同學選擇的器材能否測出大氣壓的值？
（3）分析說明影響實驗測量準確性的因素有哪些？

Answer 1

分析 利用此種方法測大氣壓強，所依據(jù)的原理是p=$\frac{F}{S}$，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的大�。�但具體操作時，根據(jù)實際選擇合適的器材和方法才能讓理論變?yōu)楝F(xiàn)實．

解答 解：（1）當吸盤恰好脫離桌面時，測力計對吸盤的拉力與大氣對吸盤的壓力正好是一對平衡力，
由平衡條件可知，大氣壓力等于測力計示數(shù)F，吸盤面積S已知，由p=$\frac{F}{S}$可以求出大氣壓力，方案可行．
（2）由p=$\frac{F}{S}$可知，5cm²的吸盤上受到的大氣壓力約為：
F=pS=1×10⁵Pa×5×10^-4m²=50N，遠超過了彈簧測力計0～5N的測量范圍，
所以該器材無法順利測出大氣壓的值，應用小明選擇的實驗器材無法測出大氣壓．
（3）吸盤中空氣不易擠干凈，吸盤瞬間脫離時，測力計讀數(shù)不易讀準，是影響實驗準確性的主要因素．
答：（1）可行；（2）不能；（3）吸盤中空氣不易擠干凈，吸盤瞬間脫離時，測力計讀數(shù)不易讀準．

點評 理論上可行，并不表示操作一定成功．對一個實驗的評估既要考慮它理論上的依據(jù)，又要考查在實際操作中的器材、所選的方法等能否實現(xiàn)．