Question

在测量大气压的实验中，某同学将玻璃板放在桌子上，用吸盘贴在玻璃板上面，用弹簧测力计将吸盘缓慢向上拉，直到吸盘脱离板面．问：
（1）实验原理是什么？
（2）该同学做实验时发现弹簧测力计的量程都太小，不能测出吸盘脱离板面时的拉力．请你选择其他器材与这只弹簧测力计组合，测出吸盘脱离板面时的拉力．要求写出用到的器材和方法．

Answer 1

【答案】分析：（1）由公式p=我们知道，实验的主要目的就是要想办法测出压力F和受力面积S，而当弹簧测力计刚好把吸盘从玻璃板上拉下的时候，拉力F_拉和大气对吸盘产生的压力F_气瞬间是一对平衡力，这就是我们设计实验的主要依据．
（2）实验器材的选择和步骤的设计也要围绕这一目的展开．弹簧测力计的量程太小，说明我们需要用一个较小的力得到一个较大的力，那我们最容易想到的就是利用学过的简单机械，比如杠杆或滑轮等来实现．
解答：解：（1）根据二力平衡的条件：F_气=F_拉，再由p=得出大气压强．
（2）实验器材：弹簧测力计、刻度尺、杠杆（或滑轮）．
实验方法：A、用力挤压吸盘，尽量挤净里面的空气使之紧贴在玻璃板上；
B、固定好一支杠杆，将其一端与吸盘连在一起，并将支点靠近挂吸盘的一端，用弹簧测力计拉另一端，组合成一个省力杠杆．当吸盘刚好脱离玻璃板时，读出弹簧测力计的示数F₁；
C、用刻度尺量出杠杆的力臂，利用杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂求出吸盘一端所受的拉力F₂；
D、用刻度尺量出吸盘与玻璃板接触面的直径D，利用S=π（）²求出吸盘与玻璃板的接触面积；
E、通过计算得出大气压强p=．
点评：该实验是粗细测量大气压时常用的方法之一，实际操作中往往面临弹簧测力计量程过小的问题，利用一些省力的机械虽可以帮助我们间接测出力的大小，但我们也要认识到，这样也可能会增大测量的误差．