Question

已知1标准大气压的值约为1×10⁵Pa，小明同学想通过实验探究大气压究竟有多大？他设计的实验方案是：将蘸水的塑料挂钩的吸盘按在光滑水平桌面上，挤出里面的空气，用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离桌面，记录刚刚脱离桌面时弹簧测力计的计数，这就是大气对吸盘的压力．再设法量出吸盘与桌面的接触面积，然后算出大气压，如图所示．他选择的实验器材是：量程为5N的弹簧测力计，底面积为5cm²的吸盘．
（1）这种通过测量拉力和接触面积来计算大气压强的方法是否可行？
（2）如果上述实验方案可行，小明同学选择的器材能否测出大气压的值？请进行分析和评估．

Answer 1

【答案】分析：利用此种方法测大气压强，所依据的原理是p=，只要我们想办法求出大气对吸盘的压力，再量出吸盘与桌面的接触面积，就可以求出大气压强的大小．但具体操作时，根据实际选择合适的器材和方法才能让理论变为现实．
解答：解：（1）可行．实验依据了公式p=．当吸盘恰好脱离桌面时，对吸盘的拉力与大气对吸盘的压力正好是一对平衡力，这样F就可以求出了．而S则可以通过量取接触面的直径来求出面积，所以说，这种设计是完全可行的；
（2）不能．计算可知：5cm²的吸盘上受到的大气压力约为F=PS=1×10⁵Pa×5×10^-4m²=50N，远超过了弹簧测力计0～5N的测量范围，所以该器材无法顺利测出大气压的值．
点评：理论上可行，并不表示操作一定成功．对一个实验的评估既要考虑它理论上的依据，又要考查在实际操作中的器材、所选的方法等能否实现．