已知1标准大气压的值约为1×105Pa,小明同学想通过实验探究大气压究竟有多大?他设计的实验方案是:将蘸水的塑料挂钩的吸盘按在光滑水平桌面上,挤出里面的空气,用弹簧测力计钩-八年级物理

题文

已知1标准大气压的值约为1×105Pa,小明同学想通过实验探究大气压究竟有多大?他设计的实验方案是:将蘸水的塑料挂钩的吸盘按在光滑水平桌面上,挤出里面的空气,用弹簧测力计钩着挂钩缓慢往上拉,直到吸盘脱离桌面,记录刚刚脱离桌面时弹簧测力计的计数,这就是大气对吸盘的压力.再设法量出吸盘与桌面的接触面积,然后算出大气压,如图所示.他选择的实验器材是:量程为5N的弹簧测力计,底面积为5cm2的吸盘.
(1)这种通过测量拉力和接触面积来计算大气压强的方法是否可行?
(2)如果上述实验方案可行,小明同学选择的器材能否测出大气压的值?请进行分析和评估.
题型:问答题  难度:中档

答案

(1)可行.实验依据了公式p=
F
S
.当吸盘恰好脱离桌面时,对吸盘的拉力与大气对吸盘的压力正好是一对平衡力,这样F就可以求出了.而S则可以通过量取接触面的直径来求出面积,所以说,这种设计是完全可行的;
(2)不能.计算可知:5cm2的吸盘上受到的大气压力约为F=PS=1×105Pa×5×10-4m2=50N,远超过了弹簧测力计0~5N的测量范围,所以该器材无法顺利测出大气压的值.

据专家权威分析,试题“已知1标准大气压的值约为1×105Pa,小明同学想通过实验探究大气压..”主要考查你对  大气压强的存在及应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

大气压强的存在及应用

考点名称:大气压强的存在及应用

  • 大气压强:
    定义 大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压或气压
    产生原因 包围地球的空气由于受到重力的作用,而且能够流动,因而空气对浸在它里面的物体产生压强,空气内部向各个方向都有压强,且空气中某一点向各个方向的压强大小相等
    存在证明 ①马德堡半球实验②覆杯实验 ③瓶吞鸡蛋实验
    应用 生活中:①钢笔吸墨水②吸管吸饮料 ③针管吸药液④瓷砖上的塑料吸盘
    生产中:①活塞式抽水机②离心式水泵

  • 利用大气压的知识解释有关现象:
         在实际生活和生产中有许多利用大气压来工作的装置和现象,如钢笔吸墨水、抽水机抽水、高压锅的设计等.利用这些知识还可以解释许多生活中的相关现象,例如用吸管喝饮料,当用力吸吸管时,吸管内的压强减小,饮料就在外界大气压的作用下被压进吸管,从而喝到饮料,而并非我们平常说的吸进。

  • 生活实验证明大气压存在:
    实验一:模拟马德堡半球实验
        两个皮碗口对口挤压,然后两手用力往外拉,发现要用较大的力才能拉开。马德堡半球实验和模拟实验的共同点是:将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出,使金属球内和皮碗内空气的压强减小,而外界的大气压强就把它们紧紧地压在一起,要用较大的力才能拉开,这就有力证明了大气压强的存在。

    实验二:“瓶吞蛋”实验
       用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口,实验前用手轻轻用力,不能将鸡蛋完整地压入瓶内。再将点燃的棉球扔入装有细沙(防止烧裂瓶底)的瓶中,迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口,待火熄灭后,观察到鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内。上述实验,由于棉花燃烧使瓶内气压升高,而骤冷又会使气压迅速降低,当瓶内压强小于瓶外大气压强时,鸡蛋在大气压强的作用下,被压入瓶内。

    实验三:“覆杯”实验
        玻璃杯内装满水,用硬纸片盖住玻璃杯口,用手按住,并倒置过来,放手后,整杯水被纸片托住,纸片不掉下来。该实验玻璃杯内装满水,排出了空气,杯内的水对纸片向下的压强小于大气对纸片向上的压强,因而纸片不掉下来。分析上述三个实验,不难理解大气压强存在问题。更深入研究:“瓶吞蛋”表明大气竖直向下有压强,“覆杯实验”表明大气向上有压强。因而显示出大气压强的特点:大气向各个方向都有压强。

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