Question

5．在自主学习探究过程中，某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺来测量大气压强的大小，具体实验步骤是：①用刻度尺测出吸盘的直径，算出吸盘平面面积为10cm²；②用弹簧秤测出吸盘自身的重力0.5N；③将吸盘沾水湿润后，压在平面镜上，排尽吸盘内空气：④用弹簧秤水平拉动吸盘，直至恰好脱落，读出此时弹簧秤示数为100N；⑤记录整理数据：⑥算出大气压的值，分析实验结论．实验装置如图甲．请结合你所学的知识分析：
（1）上述的实验步骤中，哪一步是多余的②（填序号）．
（2）将吸盘沾水湿润的目的是防止漏气．
（3）根据该同学的实验数据，计算得到的大气压的值等于1×10⁵．
（4）在实验时，如果拿-个吹风机对着吸盘自上而下吹风，如图乙，则你预计的弹簧秤示数可能会小于（“大于”“小于”“等于”）100N．

Answer 1

分析 （1）根据实验的目的和p=$\frac{F}{S}$分析解答；
（2）为了使测得的结果准确，要采取必要的措施防止吸盘漏气；
（3）根据题意可知，大气对吸盘的压力等于弹簧秤示数平均值，又知吸盘平面面积，利用p=$\frac{F}{S}$计算实验时的大气压值；
（4）根据流体压强和流速的关系分析解答：流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小．

解答 解：（1）根据压强公式p=$\frac{F}{S}$可知，测量大气压强的大小，需要通过实验得出大气对吸盘的压力和吸盘平面面积，没有必要用弹簧秤测出吸盘自身的重力，因此步骤②是多余的；
（2）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；即将吸盘沾水的目的是防止漏气；
（3）根据题意可知，大气对吸盘的压力F=F_示=100N，
若不考虑实验过程中的其他影响因素，实验时的大气压值：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{100N}{10×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（4）由图可知，若将高压气泵的出风口如图乙那样对着吸盘自上而下吹风，
根据流体压强和流速的关系可知，吸盘外侧空气流速增大，压强变小，大气对吸盘的压力减小，
所以，弹簧秤拉动吸盘至恰好脱落时的示数一般会小于100N．
故答案为：（1）②；（2）防止漏气；（3）1×10⁵；（4）小于．

点评 本题属实验探究题，实验探究题一般对学生的要求都较高，不仅要求学生熟练掌握课本上所学的相关知识，还要求学生具有一定的物理素养．