大气压强练习题(物理大气压强基础训练第一课时的课堂练习的第六题)

利用吸盘测量大气压强的方法和评价

小亮想用一个简单的实验来测量大气压强,他准备了一个面积为S的吸盘,一个弹簧测力计,和一张光滑水平的桌子。他先把吸盘按在桌面上,用力挤出里面的空气,然后用弹簧测力计勾住吸盘的挂钩,慢慢往上拉,直到吸盘刚好从桌面上脱落,这时他记录下弹簧测力计的读数F,如图所示。

大气压强练习题(物理大气压强基础训练第一课时的课堂练习的第六题)

1.根据这个实验,我们可以得到大气压强的表达式为p等于F/S,这是因为当吸盘脱落时,弹簧测力计的拉力F正好平衡了吸盘和桌面之间的压强差,而这个压强差就是大气压强p乘以吸盘的面积S。

2.这个实验虽然简单,但是有一些不足之处,需要我们注意和改进。一是吸盘和桌面的接触面积S不容易准确测量,因为吸盘的边缘可能不完全贴合桌面,或者吸盘的形状不是规则的。二是弹簧测力计的读数F可能有误差,因为弹簧测力计的刻度不够精细,或者弹簧的弹性系数不恒定,或者拉力的方向不垂直于桌面。这些因素都会影响实验的准确性和可重复性。

塑料挂钩和水桶的实验现象分析

小明买了一个塑料挂钩,想用它来做一个有趣的实验。他先把挂钩的吸盘贴在玻璃餐桌的下表面,用尺子测量了一下,发现吸盘和玻璃的接触面积是10平方厘米。然后他找了一个轻塑料桶,把它挂在挂钩上,往里面倒了8L的水。他想,既然水的密度是1千克每升,那么水的重量就是8千克,加上桶的重量可以忽略不计,那么水桶对挂钩的拉力就是8千克乘以9.8牛顿每千克,也就是78.4牛顿。他又想,如果这个拉力小于大气压强乘以吸盘的面积,那么吸盘就不会被拉掉。他用计算器算了一下,发现大气压强乘以吸盘的面积是101.3千帕乘以10平方厘米,也就是10130牛顿,远远大于水桶的拉力。所以他认为,水桶不会把吸盘拉掉。

1.小明的计算过程如上所述,他用了以下的公式和数据:
其中,F是水桶的拉力,m是水的质量,g是重力加速度,p是吸盘和玻璃之间的压强差,p0是标准大气压,S是吸盘的面积,ρ水是水的密度。

2.当小明把水桶挂到挂钩上时,吸盘却掉了,这说明他的计算有问题,或者他忽略了一些重要的因素。一个可能的原因是,他没有考虑到水桶的摇晃会对吸盘产生变化的拉力,有时可能超过吸盘能承受的极限,导致吸盘失去吸附力。另一个可能的原因是,他没有考虑到吸盘和玻璃之间的密封性不够好,有空气渗入,使得吸盘内部的压强增大,减小了压强差,降低了吸盘的吸附力。还有一个可能的原因是,他没有考虑到玻璃的弹性,当水桶的拉力作用在玻璃上时,玻璃会稍微弯曲,使得吸盘和玻璃之间的接触面积减小,也减小了吸盘的吸附力。综上所述,小明的实验受到了多种因素的影响,不能简单地用理想的模型来分析。

大气压强的概念和特点

大气压强是指地球周围的空气层(大气层)对物体表面的压力,它是由于空气的重力和流动性造成的。大气压强和液体压强有一些相似之处,也有一些不同之处,我们可以从以下几个方面来比较和理解它们。

共同点

1.都是由于重力产生的。空气和液体都是物质,都受到地球的引力作用,因此它们都会对物体表面产生压力。

2.深度越深,压强越大。无论是空气还是液体,它们的压强都随着深度的增加而增加,这是因为深度越深,受到的重力越大,压强就越大。

3.在同一位置,向各个方向的压强都相等。空气和液体都具有流动性,它们可以自由地填充空间,因此它们在同一位置对物体表面的压强不会因为方向的不同而不同。

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