Question

3．小明用帶有掛鉤的塑料吸盤估測大氣壓的值．他先將蘸點水的塑料吸盤按壓在光滑水平玻璃的下面，擠出塑料吸盤內的空氣，測出壓在玻璃上的吸盤直徑為d，再將裝有適量細沙的小桶輕輕掛在吸盤下面的塑料掛鉤上，如圖甲所示．用小勺一點一點地向桶內加細沙，直到塑料吸盤剛好脫離玻璃板，測出此時塑料吸盤、小桶和細沙的總質量為m．
（1）當吸盤剛好脫離玻璃板時，空氣對吸盤的壓力大小等于mg，所測大氣壓強的數值是$\frac{4mg}{πmxojvdk^{2}}$．（用實驗測量的物理符合表示）
（2）小亮用如圖所示的方法，用鉤碼替換小桶和細沙，每次加掛一個重為2N的鉤碼完成上述實驗，你認為小明的方法較科學，理由是小桶對吸盤的拉力是連續變化的，測出的拉力較準確．

Answer 1

分析 （1）從實驗的原理分析，小桶將掛鉤拉下的力應該恰好等于大氣壓對吸盤產生的壓力F，再用它除以吸盤與玻璃面的接觸面積S，就可以求出大氣壓的大小了．
（2）根據F的連續變化判斷方法的好壞．

解答 解：（1）當吸盤即將脫離玻璃板時，空氣對塑料吸盤的向上的壓力大小就等于所掛物體的總重力G=mg，
所測大氣壓強的數值是：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{π（\fracnsqxoqc{2}）^{2}}$=$\frac{4mg}{πxcfeslj^{2}}$；
（2）小明的方法好，因為小桶對吸盤的拉力是連續變化的，測出的拉力較準確；而小亮的方法中，增加的拉力是不連續變化的，吸盤被拉掉時，拉力大小可能大于大氣壓力．
故答案為：（1）mg；$\frac{4mg}{πwtzrpcn^{2}}$；（2）小明；小桶對吸盤的拉力是連續變化的，測出的拉力較準確．

點評 這是一常用簡便實用的測量大氣壓的方法，但此方法有一定的局限性，尤其是接觸面無法保證完全密封，加之受吸盤的材質等影響也較大，所以精確測量時一般不建議使用，但它的原理和方法卻很值得借鑒．