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小华同学用有挂钩的塑料吸盘来“估测大气压的值”,他设计的实验方案是:将蘸水的吸盘按在平滑的玻璃板上,挤出里面的空气,按住玻璃板,用弹簧测力计钩着吸盘上的挂钩,缓慢往上

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小华同学用有挂钩的塑料吸盘来“估测大气压的值”,他设计的实验方案是:将蘸水的吸盘按在平滑的玻璃板上,挤出里面的空气,按住玻璃板,用弹簧测力计钩着吸盘上的挂钩,缓慢往上拉,记录吸盘刚刚脱离玻璃板时弹簧测力计的读数,再测量出吸盘与玻璃板的接触面积,即可算出大气压的值,如图所示.实验室提供的器材是:量程为10N的弹簧测力计1只,底面积为3cm2的吸盘,平滑玻璃板.实验时,他发现当弹簧测力计拉至读数最大时,吸盘仍未脱离玻璃板,实验室又没有量程更大的弹簧测力计,他认为可运用其他器材结合所学物理知识来解决这一问题.

(1)请设计两种不同的实验方案,要求:先确定所需的器材(除量程为10N的弹簧测力计1只、底面积为3cm2的吸盘和平滑的玻璃板外),再简要说明你是如何运用物理知识解决这一问题的?(不增加弹簧测力计的个数)
[方案一]器材:______;说明:______
[方案二]器材:______;说明:______
(2)该实验只能粗略测出大气压的值,结果并不精确,请指出你所设计的方案中产生误差的主要原因有哪些?(写出2点即可)
①______;
②______.
▼优质解答
答案和解析
本实验中遇到的麻烦是用弹簧测力计拉不开吸盘,即弹簧测力计的量程太小了.为了解决这个问题,可以用学过的机械--杠杆或滑轮来解决.具体见下列答案:
(1)[方案一]
器材一:轻质杠杆,细绳,铁架台;
说明:利用省力杠杆,在一端用量程较小的弹簧测力计的拉力,在另一边可获得较大的拉吸盘的力.
[方案二]
器材二:定滑轮,钩码,细绳,铁架台;
说明:用钩码作为配重,利用钩码的重力来增加对吸盘的拉力.
[方案三]
器材三:定滑轮,动滑轮,细绳,铁架台;
说明:将定滑轮和动滑轮组成省力的滑轮组,再用弹簧测力计向上拉动即可.
(2)方案一中:吸盘中排气不清(或有少量空气)、气密性不好、吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的读数不准确、弹簧测力计自身有重力、杠杆有自重且杠杆重心不在悬点正下方等;
方案二中:吸盘中排气不清(或有少量空气)、气密性不好、吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的读数不准确、弹簧测力计自身有重力、滑轮与轴间有摩擦等;
方案三中:吸盘中排气不清(或有少量空气)、气密性不好、吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的读数不准确、滑轮与轴间有摩擦、动滑轮有重力等.