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(2011?南昌)洋洋同学家的卫生间下水道堵塞了,他爸爸利用吸盘很快就将下水道疏通了,如图所示,为此他突然联想到所学过的大气压知识,于是,洋洋和瑞瑞同学合作利用吸盘设计了一个估测大气压强的实验方案
【方案设计】
(1)用刻度尺测出吸盘的直径D;
(2)将吸盘四周沾上水,挤出里面的空气压在光滑的水平地面上;
(3)用力竖直往上拉吸盘柄,直到吸盘脱离地面,根据经验估测拉托吸盘所需拉力的大小F;
(4)计算出当地大气压强
【评估交流】
洋洋同学说:我们的实验原理是
p=
F
S
p=
F
S
,操作过程规范,较方便地估测出了大气压强.
瑞瑞同学说:在操作过程中,我发现存在
吸盘中的气体挤不干净
吸盘中的气体挤不干净
拉脱所需力的大小估测偏差大
拉脱所需力的大小估测偏差大
等问题,尽管我的操作规范,但估测的结果误差较大,洋洋认真思考后,同意了瑞瑞的意见,然后,他们继续一起探讨如何改进方案,尽量减少测量误差.
根据洋洋和瑞瑞同学的实验记录及自我评估情况,请你回答,洋洋和瑞瑞测出的大气压强P=
4F
πD2
4F
πD2
(用字母表示);实验时洋洋同学将吸盘四周沾上水,这样做的目的是
防止外面的气体进入吸盘
防止外面的气体进入吸盘
.要准确测量,应该利用课本中介绍的
气压计
气压计
进行测量.
分析:根据压强的计算公式p=
F
S
,实验的主要思路是测出拉脱吸盘的力F和吸盘的面积S.实验中,吸盘内的空气不可能完全挤出,估测也很难保证准确,这是影响测量结果的主要原因,要想准确测量,气压计仍是最好的选择.实验操作中需要测量的量主要有拉力F和吸盘的直径D,因此,表达式应利用测量的量来表示.
解答:解:实验依据的原理是压强的计算公式p=
F
S
.分析操作过程可以看出,操作中吸盘内的气体不可能挤干净,利用估测来得出拉力的大小也有较大偏差;
利用此方法得出的大气压强的表达式为p=
F
S
=
F
π (
D
2
)
2
=
4F
πD2

吸盘与地面之间不可能完全密封,四周沾上水是为了防止外面的气体进入吸盘;
这种方法必竟有较多的不足之处,准确测量时仍需要选择气压计.
故答案为:p=
F
S
,盘中的气体挤不干净、拉脱所需力的大小估测偏差大;
4F/πD2,防止外面的气体进入吸盘,气压计(或托里拆利实验).
点评:利用各类吸盘测量大气压,是较为常用的方法,这类方法虽然操作简便易行,但测量时的准确度却较差.对这种方法的原理、操作要点、误差分析等都是我们应该了解的.
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[方案设计]
(1)用刻度尺测出吸盘的直径D;
(2)将吸盘四周蘸上水,挤出里面的空气压在光滑的水平地面上;
(3)用力竖直往上拉吸盘柄,直到吸盘脱离地面.根据经验估测拉脱吸盘所需拉力大小F;
(4)计算出当地大气压强.
[评估交流]
洋洋同学说:我们的实验原理是
p=
F
S
p=
F
S
,操作过程规范,较方便地估测出了大气压强.
瑞瑞同学说:在操作中,我发现存在
吸盘中的气体挤不干净
吸盘中的气体挤不干净
拉脱吸盘所需力的大小估测偏差大
拉脱吸盘所需力的大小估测偏差大
等问题,尽管我们的操作规范,但估测的结果误差较大.
洋洋认真思考后,同意了瑞瑞的意见,然后,他们继续一起探讨如何改进方案,尽量减少测量误差.
根据洋洋和瑞瑞同学的实验记录及自我评估情况,请你回答:洋洋和瑞瑞实验时所需测量仪器是
刻度尺
刻度尺
吸盘
吸盘
,测出的大气压强p=
4F
πD2
4F
πD2
(用字母表示);实验时洋洋同学将吸盘四周蘸上水,这样做的目的是
防止外面的气体进入吸盘
防止外面的气体进入吸盘
;要准确测量,应该利用课本中介绍的
气压计(托里拆利实验)
气压计(托里拆利实验)
进行测量.

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