Question

【題目】已知1標準大氣壓的值約為1×105Pa，小明同學想通過實驗探究大氣壓究竟有多大？他設計的實驗方案是：將蘸水的塑料掛鉤的吸盤按在光滑水平桌面上，擠出里面的空氣，用彈簧測力計鉤著掛鉤緩慢往上拉，直到吸盤脫離桌面，記錄剛剛脫離桌面時彈簧測力計的計數，這就是大氣對吸盤的壓力．再設法量出吸盤與桌面的接觸面積，然后算出大氣壓，如圖所示．他選擇的實驗器材是：量程為5N的彈簧測力計，底面積為5cm2的吸盤。

（1）這種通過測量拉力和接觸面積來計算大氣壓強的方法是否可行？
（2）如果上述實驗方案可行，小明同學選擇的器材能否測出大氣壓的值？請進行分析和評估．

Answer 1

【答案】
（1）

可行

（2）

不能；超過了彈簧測力計的測量范圍

【解析】(1)可行；實驗依據了公式 ．當吸盤恰好脫離桌面時，對吸盤的拉力與大氣對吸盤的壓力正好是一對平衡力，這樣F就可以求出了．而S則可以通過量取接觸面的直徑來求出面積，所以說，這種設計是完全可行的；(2)不能；計算可知：5cm2的吸盤上受到的大氣壓力約為F=PS=1×105Pa×5×10﹣4m2=50N，遠超過了彈簧測力計0～5N的測量范圍，所以該器材無法順利測出大氣壓的值。
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解壓強的大小及其計算的相關知識，掌握壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F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水平面的壓強大約為20Pa），以及對大氣壓強的測量方法的理解，了解大氣壓強的測量：大氣壓強實驗是1643年意大利科學家托里拆利首先做出的，托里拆利實驗也證明了自然界中真空的存在 1標準大氣壓 = 760 mmHg = 1.01×105Pa,即P0 = 1.01×105 Pa .它大約相當于質量為1kg的物體壓在1 cm2 的面積上產生的壓強．