物理兴趣小组的同学想自己设计实验来测量大气压强的大小，如图甲所示，他们将一个带挂钩的吸盘紧压在水平放置的厚玻璃板的下表面，并将一个小桶挂在挂钩上，向小桶中慢慢加沙，直

Question

物理兴趣小组的同学想自己设计实验来测量大气压强的大小，如图甲所示，他们将一个带挂钩的吸盘紧压在水平放置的厚玻璃板的下表面，并将一个小桶挂在挂钩上，向小桶中慢慢加沙，直到被拉下为止．

（1）如图乙为正确使用天平称量装沙小桶的总质量时的参数，则桶和沙的总质量m=___g．
（2）如图丙，用刻度尺测出吸盘的直径D=___mm．
（3）根据上面测量的物理量，写出大气压的表达式：p=___（用m、D、g、π等字母表示）．
（4）同学们发现用这种方法测出来的大气压的值比实际值___（填“偏大”或“偏小”），其原因是___．

Answer 1

（1）由图乙可知，砝码的质量为50g+5g=55g，游码在标尺上对应的刻度是1g，所以桶和沙的总质量m=55g+1g=56g；
（2）由图丙可知，刻度尺的分度值为1mm，吸盘左侧与2.00cm对齐，右侧在3.5cm和3.6cm之间，估读为3.55cm，所以吸盘的直径D=3.55cm-2.00cm=1.55cm=15.5mm；
（3）吸盘的面积S=πr²=π（(D)/(2)）²=(πD2)/(4)，
由p=(F)/(S)可得，吸盘受到的大气压力：
F=pS=p(πD2)/(4)，
吸盘恰好被拉下时，处于平衡状态，受到的拉力等于大气压力，
所以，mg=p(πD2)/(4)，
解得：p=(4mg)/(πD2)；
（4）吸盘的空气没有完全挤出、吸盘漏气、有外部空气进入吸盘、吸盘与玻璃板之间有杂质等情况下，使用较小的拉力便可将其拉下，拉力小了测得的压强也会偏小．
故答案为：
（1）56；
（2）15.5；
（3）(4mg)/(πD2)；
（4）偏小；吸盘的空气没有完全挤出、吸盘漏气、有外部空气进入吸盘、吸盘与玻璃板之间有杂质等情况下，使测量的拉力偏小．