Question

在測定大氣壓的實(shí)驗(yàn)中，因缺少大量程的彈簧測力計(jì)，小明設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)（如圖所示）．

①將蘸水的塑料掛鉤吸盤按壓在光滑水平的玻璃板上，擠出塑料吸盤內(nèi)的空氣，測出吸盤的直徑為d；
②將裝有適量細(xì)砂的小桶輕輕地掛在吸盤的塑料掛鉤上；
③用小勺輕輕地向小桶內(nèi)加沙，直到塑料吸盤剛好脫離玻璃板，用天平測出這時(shí)小桶和沙的質(zhì)量為m．
請(qǐng)完成下列問題：
（1）吸盤脫離玻璃板時(shí)，若不計(jì)塑料掛鉤的質(zhì)量，空氣對(duì)塑料吸盤的壓力大小是：

 

，測得大氣壓數(shù)值的表達(dá)式是：p_大氣壓=

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的主要原因是（寫出一條即可）：

 

．

Answer 1

分析：把塑料吸盤按壓在光滑水平的玻璃板上，擠出塑料吸盤內(nèi)的空氣，則吸盤在外界大氣壓的作用下被緊壓在玻璃板上．而裝有適量細(xì)砂的小桶掛在吸盤的塑料掛鉤上，小桶對(duì)吸盤有個(gè)向下的拉力，在不計(jì)塑料掛鉤的質(zhì)量的情況下，要使吸盤脫離玻璃板，小桶對(duì)吸盤的拉力應(yīng)等于大氣壓對(duì)吸盤的壓力．

解答：解：（1）吸盤脫離玻璃板時(shí)，小桶對(duì)吸盤的拉力（即桶和細(xì)砂的重力）等于大氣壓對(duì)吸盤的壓力，即P_大氣壓S=mg．
故可得大氣壓P_大氣壓=

mg

S

=

mg

π?( d 2 )2

=

4mg

πd2

．
（2）實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的誤差主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過程并不如原理分析中那么理想化，如擠壓吸盤時(shí)，吸盤內(nèi)的空氣不可能完全都被排出．
故答案為：（1）mg、

4mg

πd2

；
（2）吸盤內(nèi)空氣沒排完干凈（或天平的讀數(shù)不準(zhǔn)確，或塑料吸盤將要脫離玻璃板時(shí)加沙量偏大）．

點(diǎn)評(píng)：本題屬于探究型實(shí)驗(yàn)，是課本知識(shí)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，解題的關(guān)鍵在于弄清實(shí)驗(yàn)的原理、方法以及注意事項(xiàng)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的好題．