Question

1．洋洋和瑞瑞同学合作利用吸盘设计了一个估测大气压强的实验方案：
（1）用刻度尺测出吸盘的直径D；
（2）将吸盘四周沾上水，挤出里面的空气压在光滑的水平地面上；
（3）用力竖直往上拉吸盘柄，直到吸盘脱离地面，根据经验估测拉托吸盘所需拉力F的大小；
（4）计算出当地大气压强；
【评估交流】
洋洋同学说：我们的实验原理是p=$\frac{F}{S}$，操作过程规范，较方便地估测出了大气压强p=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$（用字母表示）；实验时洋洋同学将吸盘四周沾上水，这样做的目的是防止外面的气体进入吸盘．
洋洋和瑞瑞在操作过程中存在的问题有：
（1）吸盘内的气体不可能挤干净；
（2）利用估测得出拉力的大小也有较大偏差等．

Answer 1

分析 根据压强的计算公式p=$\frac{F}{S}$，实验的主要思路是测出拉脱吸盘的力F和吸盘的面积S．实验中，吸盘内的空气不可能完全挤出，估测也很难保证准确，这是影响测量结果的主要原因，要想准确测量，气压计仍是最好的选择．实验操作中需要测量的量主要有拉力F和吸盘的直径D，因此，表达式应利用测量的量来表示．

解答 解：实验依据的原理是压强的计算公式p=$\frac{F}{S}$．
利用此方法得出的大气压强的表达式为p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{π（\frac{D}{2}）^{2}}$=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$；
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；
（1）（2）分析操作过程可以看出，操作中吸盘内的气体不可能挤干净，利用估测得出拉力的大小也有较大偏差；
故答案为：p=$\frac{F}{S}$；$\frac{4F}{π{D}^{2}}$；防止外面的气体进入吸盘；（1）吸盘内的气体不可能挤干净；（2）利用估测得出拉力的大小也有较大偏差．

点评 利用各类吸盘测量大气压，是较为常用的方法，这类方法虽然操作简便易行，但测量时的准确度却较差．对这种方法的原理、操作要点、误差分析等都是我们应该了解的．