Question

11．給你一個吸盤、一個彈簧測力計、一把刻度尺、一塊玻璃，請你設(shè)計一個粗略測量大氣壓的方法．要求寫出簡要的實驗步驟和計算大氣壓值的數(shù)學(xué)表達式．

Answer 1

分析 根據(jù)壓強的計算公式p=$\frac{F}{S}$可知，要測量出大氣壓值則需大氣壓產(chǎn)生的壓力和受力面積，因此可以擠盡吸盤內(nèi)空氣，將吸盤吸在玻璃上，用彈簧秤用力拉，直到吸盤剛好離開玻璃，此時彈簧測力計的示數(shù)等于大氣壓的作用力，再用刻度尺測出吸盤直徑即可得出面積．最后利用壓強公式和測量數(shù)據(jù)表示即可．

解答 解：（1）測量大氣壓的實驗步驟：
①用刻度尺測出吸盤的直徑D；
②將吸盤四周沾上水，擠出里面的空氣壓在光滑的玻璃面上；
③將玻璃放地面上并且固定，然后用彈簧測力計豎直往上拉吸盤柄，直到吸盤脫離玻璃，讀出彈簧測力計的示數(shù)，即為大氣對吸盤上的壓力F；然后利用壓強公式計算大氣壓強．
（2）因為吸盤的直徑為D，所以吸盤的半徑r=$\frac{D}{2}$，所以吸盤的面積S=$\frac{π{D}^{2}}{4}$，
則大氣壓值的數(shù)學(xué)表達式：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{π{D}^{2}}{4}}$=$\frac{4F}{π{D}^{2}}$．
答案見上面的步驟和表達式．

點評 本題屬于探究型實驗，解題的關(guān)鍵在于弄清實驗的原理、方法以及注意事項，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的好題．