Question

19．小華同學用有掛鉤的塑料吸盤來“估測大氣壓的值”，他設計的實驗方案是：將蘸水的吸盤按在平滑的玻璃板上，擠出里面的空氣，按住玻璃板，用彈簧測力計鉤著吸盤上的掛鉤，緩慢往上拉，記錄吸盤剛剛脫離玻璃板時彈簧測力計的讀數(shù)，再測量出吸盤與玻璃板的接觸面積，即可算出大氣壓的值，如圖所示．實驗室提供的器材是：量程為20N的彈簧測力計1只，底面積為2cm²的吸盤，平滑的玻璃板．
實驗時，他發(fā)現(xiàn)當彈簧測力計拉至18N時，彈簧測力計正好離開玻璃板．
（1）那么，小華同學測得的大氣壓值為9×10⁴Pa．
（2）該實驗只能粗略測出大氣壓的值，結果并不精確，請指出你所設計的方案中產生誤差的主要原因有哪些？（寫出2點即可）
①不能完全擠出吸盤中的空氣；②吸盤自身有重力．

Answer 1

分析 （1）本題實驗是利用大氣壓對吸盤的壓力與拉力相等的關系求出大氣壓強的值．當擠出吸盤里的空氣，吸盤就被大氣壓緊壓在玻璃板上，故拉開吸盤時，所用的拉力等于大氣壓對吸盤的壓力；
（2）由于實驗實際操作過程不可能達到理論分析中的理想化，故誤差不可避免．本實驗產生誤差的原因有：吸盤內的空氣無法排盡、吸盤本身有重力、吸盤的面積測量有誤差等．

解答 解：（1）由題知，F(xiàn)_拉=18N，S=2cm²=2×10^-4m²，
根據p=$\frac{F}{S}$，結合題意可知，F(xiàn)_拉=p_大氣S，
則小華同學測得的大氣壓值為：
p_大氣=$\frac{{F}_{拉}}{S}$=$\frac{18N}{2×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=9×10⁴Pa；
（2）本實驗產生誤差的原因有：吸盤內的空氣無法排盡、吸盤本身有重力等．
故答案為：（1）9×10⁴；（2）①不能完全擠出吸盤中的空氣；②吸盤自身有重力．

點評 此題為大氣壓的測量實驗，弄清本實驗的原理（大氣壓對吸盤的壓力等于拉力）是本題的關鍵．