Question

11．为测量大气压强的数值

（1）王欣同学进行了如图1的实验，将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面，挤出塑料吸盘内的空气，测出吸盘压在玻璃上的面积为S；将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上，用小勺轻轻向桶内加细沙，直到塑料吸盘刚好脱落玻璃板，测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G．
①即将脱离玻璃板时，空气对塑料吸盘的压力大小是G，所测大气压强的数值是$\frac{G}{S}$．
②方法所测大气压强数值往往比实际值小一些，你认为产生这一误差的原因
可能是（一条即可）：吸盘的空气没有完全挤出．
（2）某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下：
①注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是排尽注射器内的空气．
②图2所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧力计的示数为29.9N．
③图3所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为6.00cm，计算出活塞的横截面积．
④算得到大气压强的数值为0.9×10⁵ Pa．

Answer 1

分析 （1）王欣实验的原理是：塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面，挤出塑料吸盘内的空气，当塑料吸盘刚好脱落玻璃板时小桶给挂钩向下的拉力恰好等于大气压对吸盘产生的压力F，再用它除以吸盘与玻璃面的接触面积S，就可以求出大气压的大小．
（2）科学实验小组的实验原理是：先排出注射器内的空气，这样在往外拉活塞时，由于外界大气压的作用，要拉动活塞需要很大的力，这个力的大小为F=P_大气S，故测出活塞横截面积S和拉动时的拉力F，就可根据P_大气=$\frac{F}{S}$求出大气压强的值．

解答 解：（1）①当吸盘即将脱离玻璃板时，空气对塑料吸盘的向上的压力大小就等于所挂物体的总重力G，大气压的值也可通过公式表示为 p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$；
②吸盘的空气没有完全挤出；或吸盘漏气；或有外部空气进入吸盘；或吸盘与玻璃板之间有杂质；吸盘的面积测量不准等．（合理均可）
（2）①将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔，这样做的目的是为了排尽注射器内的空气．
③从图中可以看出，注射器可容纳的药水容积为20ml=20cm³，这20cm³的刻度长度由刻度尺可看出为6.00cm，
④故活塞的横截面积为S=$\frac{V}{h}$=$\frac{20}{6}$cm²≈3.33cm²=3.33×10^-4m²．
可计算出大气压强的值为：P_大气=$\frac{F}{S}$=$\frac{29.9N}{3.33×1{0}^{-4}{m}^{2}}$≈0.9×10⁵Pa．
故答案为：（1）①G；$\frac{G}{S}$；②吸盘的空气没有完全挤出；（2）①排尽注射器内的空气；③6.00；④0.9×10⁵

点评 本题考查了测量大气压的实验，解决关键是弄清实验的原理，然后才能分析出实验需要测量的是哪些物理量，怎么才能计算出大气压强的值．