Question

在測定大氣壓的實驗中，因缺少大量程的彈簧測力計，小明設計并進行了如下的實驗（如圖所示）．

①將蘸水的塑料掛鉤吸盤按壓在光滑水平的玻璃板上，擠出塑料吸盤內的空氣，測出吸盤的直徑為d；
②將裝有適量細砂的小桶輕輕地掛在吸盤的塑料掛鉤上；
③用小勺輕輕地向小桶內加沙，直到塑料吸盤剛好脫離玻璃板，用天平測出這時小桶和沙的質量為m．
請完成下列問題：
（1）吸盤脫離玻璃板時，若不計塑料掛鉤的質量，空氣對塑料吸盤的壓力大小是：

 

，測得大氣壓數值的表達式是：p_大氣壓=

 

．
（2）實驗中誤差產生的主要原因是（寫出一條即可）：

 

．

Answer 1

分析：把塑料吸盤按壓在光滑水平的玻璃板上，擠出塑料吸盤內的空氣，則吸盤在外界大氣壓的作用下被緊壓在玻璃板上．而裝有適量細砂的小桶掛在吸盤的塑料掛鉤上，小桶對吸盤有個向下的拉力，在不計塑料掛鉤的質量的情況下，要使吸盤脫離玻璃板，小桶對吸盤的拉力應等于大氣壓對吸盤的壓力．

解答：解：（1）吸盤脫離玻璃板時，小桶對吸盤的拉力（即桶和細砂的重力）等于大氣壓對吸盤的壓力，即P_大氣壓S=mg．
故可得大氣壓P_大氣壓=

mg

S

=

mg

π?( d 2 )2

=

4mg

πd2

．
（2）實驗產生的誤差主要是因為實驗過程并不如原理分析中那么理想化，如擠壓吸盤時，吸盤內的空氣不可能完全都被排出．
故答案為：（1）mg、

4mg

πd2

；
（2）吸盤內空氣沒排完干凈（或天平的讀數不準確，或塑料吸盤將要脫離玻璃板時加沙量偏大）．

點評：本題屬于探究型實驗，是課本知識的創新實驗，解題的關鍵在于弄清實驗的原理、方法以及注意事項，是培養學生創新能力的好題．