Question

【題目】在估測大氣壓的實驗中，物理興趣小組的同學設計了如下的實驗（如圖所示）.

①將蘸水的輕質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將裝有適量細沙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，用天平測出此時小桶和沙的總質量為m.

請幫助同學們完成下列問題

（1）將吸盤蘸水后再按壓在光滑水平板面上，其目的是為了________________________.

（2）吸盤脫離玻璃板時，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_____________.（均用字母表示）.

（3）小紅同學想用如圖乙所示的彈簧測力計代替小桶和細沙，直接測量空氣對吸盤的壓力.可是，小明卻提出吸盤的面積為10cm2，因此該方案不可行.

請你通過計算說明方案不可行的理由是:_____________________.

Answer 1

【答案】排盡空氣，防止空氣進入吸盤 mg 空氣對吸盤的壓力為：F=pS=105Pa×10-3m3=100N，超過了彈簧測力計的量程

【解析】

第一空．在粗測大氣壓強的實驗中，需要將吸盤內的空氣排凈，防止吸盤內部殘留氣體產生氣壓，影響對大氣壓強結果的測量；

第二空．吸盤脫離玻璃板時，大氣對吸盤的壓力，等于小桶和沙的總重力即：

第三空．由

可得

即

第四空．空氣對吸盤的壓力為：

F=pS=105Pa×10-3m3=100N

由圖像可知，彈簧測力計的量程5N，所需拉力超過了彈簧測力計的量程，因此方案不可行。