一、利用吸盘测量大气压
例1为测量大气压强的数值,王欣同学进行了如下实验,将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积为S;将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如图1所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落玻璃板,测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G。
(1)吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的压力大小是__________,所测大气压强的数值是_____________。
(2)该方法所测大气压强数值往往比实际值小一些,你认为产生这一误差的原因可能是(一条即可):___________________________________。
解析:如果不挤出塑料吸盘内的空气,虽然吸盘的上下两个面都受到大气压强,但它们大小相等,方向相反,彼此平衡,吸盘下面是不可能挂住物体的。挤出塑料吸盘内的空气,吸盘就只受到大气给它向上的压力,其大小为F=PS(P为大气压,S为吸盘压在玻璃上的面积)。吸盘还要承受塑料挂钩、小桶和沙的总重力G,当吸盘刚好脱落玻璃板时,可以认为F=G,根据以上两个等式就可以测量出大气压的数值。可以想象,如果吸盘里面存有空气,它就会抵消一部分外面的大气压,使所测大气压强的数值偏小。
答案:(1)GG/S
(2)吸盘的空气没有完全挤出(或吸盘的气密性不好;实验过程中有外部空气进入吸盘;吸盘脱离玻璃板前面积有所减小等)
二、利用注射器测量大气压
例2某学习小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值。
(1)图甲是按1:1的比例拍摄的注射器上的全部刻度线,注射器的最大可读容积为_________,用刻度尺测量注射器全部刻度的总长为_____cm,可算得活塞的横截面积为_______cm2。
(2)实验时,小华把注射器的活塞推至注射器底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,按图乙所示安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到F=28.0N时,注射器中的活塞刚开始滑动,则测得大气压值p=_______ Pa。
(3)实验时若筒内空气没有排尽,将导致测得大气压值_______;若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得大气压值_______。(均选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
解析:(1)注射器的最大可读容积就是它的量程,为20mL;用刻度尺直接测量注射器左端至20刻度线间的总长度为5cm,则可计算活塞的面积为S==4cm2。
(2)大气压强=0.7×105Pa。
(3)筒内空气若没有排尽,所测拉力会变小,故得出的大气压值会变小;若注射器内壁间的摩擦较大,所测拉力就会变大,得出的大气压值就会变大。
答案:(1)20mL 5cm 4cm2
(2)0.7×105Pa
(3)偏小 偏大
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