Question

（2010?江宁区二模）在一个晴朗周六，某物理兴趣小组的同学想探究大气压强的大小，他们拿来一个带挂钩的吸盘，将吸盘紧压在厚玻璃板的下表面，用一个可装细沙的购物袋（质量不计）挂在挂钩下．如图所示，向袋里逐渐注入细沙直至吸盘被拉下来，由此可得到大气压的大小．
（1）本实验主要的测量器材：

弹簧测力计（天平、案秤、台秤）、刻度尺

；
（2）需要直接测量的物理量：

细沙受到的重力G（细沙的质量m）、吸盘的直径D（吸盘的半径r）

；
（3）大气压的表达式P=

4G

πD2

（

4mg

πD2

、

G

πr2

）

；
（4）他们测出的大气压为0.8×10⁵Pa，为了判断测量结果是否准确，他们获知做实验时的大气压值为1.01×10⁵Pa，请你分析实验中可能存在的问题是：

吸盘中的空气没有完全被挤出

．

Answer 1

分析：（1）本实验的设计原理是利用公式p=

F

S

来求取大气压的大小，重物刚好拉下吸盘的力就是大气压给予吸盘的压力，而作用面积S则是吸盘的面积，所以弹簧测力计与刻度尺就是必不可少的了；
（2）两样测量器材用来测量两个重要的量，所挂物体的总重就是拉力F，吸盘的直径用来求它的面积；
（3）表达要利用公式将其推导到我们所测的量上去，即用G（或质量m）表示拉力F，用直径D（或半径r）表示面积；
（4）测量值偏小是这种方法常见的问题，主要还应从接触面能否充分接触的角度去分析．

解答：解：（1）从原理分析，选择的测量器材为：弹簧测力计（天平、案秤、台秤），刻度尺；
（2）弹簧测力计直接测细沙受到的重力G（细沙的质量m），刻度尺可以直接测吸盘的直径D（吸盘的半径r）；
（3）从公式入手推导出表达式p=

F

S

=

G

πr2

=

G

π( D 2 )2

=

4G

πD2

；（同理也可以推导出

4mg

πD2

、

G

πr2

）；
（4）吸盘中的空气没有完全被挤出；接触面没有处理干净；吸盘与玻璃板接触不紧密；存在漏气现象等．
故答案为：（1）弹簧测力计（天平、案秤、台秤）、刻度尺；
（2）细沙受到的重力G（细沙的质量m）、吸盘的直径D（吸盘的半径r）；
（3）

4G

πD2

（

4mg

πD2

、

G

πr2

）；
（4）吸盘中的空气没有完全被挤出．

点评：这是一种常见的测量大气压的方法，但只适合粗略测量．器材简单、操作易行，但表达式的推导则需从公式入手耐心细致，这也是该实验的实质所在．