Question

14．市场上有一种圆形软塑料吸盘，把它按在玻璃上，挤出它和玻璃之间的空气，它就可以“吸”在玻璃上．请你利用这样的吸盘、弹簧秤和刻度尺，在家穿衣橱玻璃上做实验，并估测大气压强的数值．
实验步骤：

（1）将吸盘“吸”在竖直的穿衣橱玻璃上，用弹簧测力计沿水平方向拉它，直至吸盘被拉得刚好脱离玻璃，读出弹簧测力计的示数如图甲所示，记为F=4.6N；
（2）用刻度尺测出吸盘的直径，记为D=1.60cm（如图乙所示）；
（3）则大气压的表达式为p=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$（用符号F、D表示）提示：利用p=$\frac{F}{S}$．
误差分析：如果吸盘不能完全把空气挤出，导致测量结果偏小 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

分析 利用公式p=$\frac{F}{S}$，借助吸盘，我们可以求出拉下吸盘时的拉力，即为大气压力，再测量出吸盘的横截面积，即可根据公式求出大气压的值．根据实验过程中涉及的知识可逐一做出解答．

解答 解：（1）实验中，将吸盘“吸”在竖直的穿衣橱玻璃上，用弹簧测力计沿水平方向拉它，直至吸盘被拉得刚好脱离玻璃，此时拉力与大气对吸盘的压力大小相等．图中弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为F=4.6N；
（2）用刻度尺测出吸盘的直径，图乙中刻度尺的分度值为1mm，从2.50cm量起，则其直径记为D=4.10cm-2.50cm=1.60cm；
（3）吸盘的面积：S=πr²=π•（$\frac{D}{2}$）²=$\frac{π{D}^{2}}{4}$，
由公式p=$\frac{F}{S}$得，
则大气压的表达式为p═$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{π{D}^{2}}{4}}$=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$．
误差分析：如果吸盘不能完全把空气挤出，则拉力会变小，则导致测量结果偏小．
故答案为：（1）水平；脱离；4.6N；
（2）直径；1.60cm；
（3）$\frac{4F}{π{D}^{2}}$；偏小．

点评 作为一个课本上没有出现过的实验，弄清实验的原理是解题的关键．只有弄清了实验的原理，才能分析出需要测量哪些物理量，才能推导出如何计算大气压强的值．