Question

【題目】已知1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值約為1×105Pa，小明同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究大氣壓究竟有多大？他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是：將蘸水的塑料掛鉤的吸盤(pán)按在光滑水平桌面上，擠出里面的空氣，用彈簧測(cè)力計(jì)鉤著掛鉤緩慢往上拉，直到吸盤(pán)脫離桌面，記錄剛剛脫離桌面時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的計(jì)數(shù)，這就是大氣對(duì)吸盤(pán)的壓力．再設(shè)法量出吸盤(pán)與桌面的接觸面積，然后算出大氣壓，如圖所示．他選擇的實(shí)驗(yàn)器材是：量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)，底面積為5cm2的吸盤(pán)。

（1）這種通過(guò)測(cè)量拉力和接觸面積來(lái)計(jì)算大氣壓強(qiáng)的方法是否可行？
（2）如果上述實(shí)驗(yàn)方案可行，小明同學(xué)選擇的器材能否測(cè)出大氣壓的值？請(qǐng)進(jìn)行分析和評(píng)估．

Answer 1

【答案】
（1）

可行

（2）

不能；超過(guò)了彈簧測(cè)力計(jì)的測(cè)量范圍

【解析】(1)可行；實(shí)驗(yàn)依據(jù)了公式 ．當(dāng)吸盤(pán)恰好脫離桌面時(shí)，對(duì)吸盤(pán)的拉力與大氣對(duì)吸盤(pán)的壓力正好是一對(duì)平衡力，這樣F就可以求出了．而S則可以通過(guò)量取接觸面的直徑來(lái)求出面積，所以說(shuō)，這種設(shè)計(jì)是完全可行的；(2)不能；計(jì)算可知：5cm2的吸盤(pán)上受到的大氣壓力約為F=PS=1×105Pa×5×10﹣4m2=50N，遠(yuǎn)超過(guò)了彈簧測(cè)力計(jì)0～5N的測(cè)量范圍，所以該器材無(wú)法順利測(cè)出大氣壓的值。
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算的相關(guān)知識(shí)，掌握壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa），以及對(duì)大氣壓強(qiáng)的測(cè)量方法的理解，了解大氣壓強(qiáng)的測(cè)量：大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)是1643年意大利科學(xué)家托里拆利首先做出的，托里拆利實(shí)驗(yàn)也證明了自然界中真空的存在 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 = 760 mmHg = 1.01×105Pa,即P0 = 1.01×105 Pa .它大約相當(dāng)于質(zhì)量為1kg的物體壓在1 cm2 的面積上產(chǎn)生的壓強(qiáng)．