Question

3．小开想估测当地大气压的大小，按图甲进行了如下的实验：
①将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘；
②用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直到吸盘脱离玻璃板面；
③记录弹簧测力计的示数F₁为36N；
④测量出吸盘与玻璃板接触面的直径，计算出吸盘与玻璃板的接触面积为S为4cm²；
⑤根据压强计算公式，计算出大气压的大小p．

（1）小开如果按乙图和丙图进行实验，步骤相同，但弹簧测力计的示数分别为F₂和F₃，则F₁、F₂、F₃的大小关系是F₁＞F₂＞F₃．
（2）根据甲图计算所测出的大气压大小9×10⁴Pa．
（3）请写出造成这样的测量结果的可能原因吸盘漏气．

Answer 1

分析 （1）从吸盘的重力角度分析；
（2）已知弹簧测力计的示数F₁为36N；吸盘与玻璃板的接触面积为S为4cm²；利用压强公式即可求得所测出的大气压；
（3）影响测量结果的因素有很多，我们应尽可能考虑周全，但不外乎测量时的误差和操作过程中吸盘与玻璃板能否紧密接触等几方面；当注射器漏气或注射器内存有少量气体时，所测量的大气压值会偏小．

解答 解：（1）因为吸盘也有重力，所以由图甲可知，弹簧测力计的示数F₁的数据将大于实际大气压力，乙图中水平拉动，此时弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡，丙图中弹簧测力计的拉力小于大气的压力，则F₁、F₂、F₃的大小关系是F₁＞F₂＞F₃；
（2）已知甲图中F₁=36N；S=4cm²=4×10^-4m²，
则大气压强p=$\frac{{F}_{1}}{S}$=$\frac{36N}{4×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=9×10⁴Pa；
（3）实验中，读数正确，但发现测量结果总是偏小，当注射器漏气或注射器内存有少量气体时拉力F的值会减小，所以所测大气压值会偏小．
故答案为：（1）F₁＞F₂＞F₃；（2）9×10⁴Pa；（3）吸盘漏气．

点评 利用吸盘来测量大气压是一种较常见的方法，把握住几个关键环节才能使测量更准确有效．即：排净吸盘与玻璃板接触面之间的空气；准确读取吸盘脱离时瞬间的拉力大小；选择的器材要合适，比如吸盘不要太大，测力计的量程要够大等．