Question

【题目】洋洋同学家的卫生间下水道堵塞了，他爸爸利用吸盘很快就将下水道疏通了，如图所示。为此他突然联想到所学过的大气压知识，于是，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。

【方案设计】

(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，根据经验估测拉脱吸盘所需拉力的大小F；

(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________，操作过程规范，较方便地估测出了大气压强。瑞瑞同学说：在操作过程中，我发现存在_____________________

__________________、__________________________等问题，尽管我们的操作规范，但估测的结果误差较大，洋洋认真思考后，同意了瑞瑞的意见，然后，他们继续一起探讨如何改进方案，尽量减小测量误差。

根据洋洋和瑞瑞同学的实验记录及自我评估情况可知，测出的大气压强p＝________(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__________________________。

Answer 1

【答案】 p＝F/S 吸盘中的气体挤不干净(不是真空) 拉脱吸盘所需力的大小估测不准 4F/πD2 防止外面的气体进入吸盘 略

【解析】解答：(1)利用吸盘测量大气压的实验原理是压强定义式p=F/S；根据题中的操作过程可知，吸盘内的空气没有完全排尽、估测拉脱吸盘所需拉力时误差较大，都会影响最终的测量结果；用刻度尺测出吸盘的直径D,其半径为r=1/2D,面积为S=πr2=π(1/2D)2=1/4πD2，根据经验估测拉脱吸盘所需拉力大小F，即为大气对吸盘的压力，利用此方法测出的大气压强的表达式为：p=F/S=F/1/4πD2=4F/πD2；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空气进入吸盘对实验结果造成影响；若外面的空气进入吸盘，则外界大气压力和内部空气压力会抵消一部分，使得测出的拉力偏小，测得的大气压偏小。