Question

3．晓宇设计了用吸盘测量大气压值得实验，请帮助晓宇做好以下工作
（1）请补充完整该实验的相关步骤：
①如图所示，将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上，挤出里面的空气；
②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接，向小桶中缓慢注入细沙，直到恰好脱离板面；
③用天平测出细沙和小桶的质量M；
④用刻度尺测量塑料吸盘的半径r；
⑤大气压强表达式为：p=$\frac{Mg}{π{r}^{2}}$．
（2）本实验中存在误差的可能原因是（写出两个）
①吸盘内有空气；
②测量塑料吸盘的半径r有误差．

Answer 1

分析 （1）把塑料吸盘按压在光滑水平的玻璃板上，挤出塑料吸盘内的空气，则吸盘在外界大气压的作用下被紧压在玻璃板上．而装有适量细砂的小桶挂在吸盘的塑料挂钩上，小桶对吸盘有个向下的拉力，在不计塑料挂钩的质量的情况下，要使吸盘脱离玻璃板，小桶对吸盘的拉力应等于大气压对吸盘的压力．
（2）吸盘内有空气；吸盘及挂钩、细绳的重量；测量吸盘的直径误差较大．

解答 解：（1）④用刻度尺测量塑料吸盘的半径r，利用S=πr²求得测量塑料吸盘的半径r；
⑤吸盘脱离玻璃板时，小桶对吸盘的拉力（即桶和细砂的重力）等于大气压对吸盘的压力，则F=G=mg．
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{Mg}{π{r}^{2}}$；
（2）吸盘内有空气；吸盘及挂钩、细绳的重量；测量吸盘的直径误差较大；测量了吸盘的外径；吸盘受到大气压强的面积不同；桶和注入细沙的重量大于吸盘所受大气压力；吸盘脱离水平板后还有少许细沙注入等原因；
故答案为：（1）④测量塑料吸盘的半径r；⑤p=$\frac{Mg}{π{r}^{2}}$；
（2）吸盘内有空气；测量塑料吸盘的半径r有误差．

点评 本题属于探究型实验，是课本知识的创新实验，解题的关键在于弄清实验的原理、方法以及注意事项，是培养学生创新能力的好题．