Question

現有調節好的托盤天平一架，配套砝碼一盒，刻度尺、三角板各一把，編號依次為1號至6號的底面積不同的足夠長的平底試管六只，足量的沙子，小勺一把，符合要求的水槽中裝有足量的水．請你設計實驗證明：“壓強一定時，壓力跟受力面積成正比”．請寫出主要實驗步驟．

Answer 1

【答案】分析：當物體在同種液體中的深度一定時，壓強相等．可以讓不同的平底試管放入不等的沙子試管漂浮在水面上，浸入水中的深度相同，研究試管和沙子的質量和底面積的關系．
解答：解：（1）測量試管的直徑求出底面積．
（2）不同試管中放入不等的沙子，使試管漂浮在水中，試管底浸入水中的深度相同．然后測量試管和沙子的質量，求出重力，試管豎直漂浮在水面上，對水面的壓力等于重力．
（3）比較壓強一定時，壓力和底面積的關系．
實驗步驟：
（1）用刻度尺和三角板依次測量六只試管的直徑D1…D6，并把數據記錄在表格中；
（2）向1號試管內裝入適量沙子，使試管能豎直漂浮在水中，用刻度尺測量試管底部浸在水中的深度h，并將數據記錄在表格中；
（3）從水中取出試管，擦干后用天平稱出試管和試管內沙子的質量m1，并將數據記錄在表格中；
（4）向2號…6號試管內裝入適量的沙子，使試管能豎直地漂浮在水中，且試管底部浸入水中的深度仍為h；
（5）仿照步驟（3），完成對m2…m6的測量，并將數據記錄在表格中．

試管底部在水中的深度為h
試管的直徑D/cm	試管的底面積S/cm2	試管和試管內沙子的質量m/g	試管和試管內沙子的重力G/N	試管和試管內沙子對水的壓力F/N

點評：（1）根據P=ρgh比較，在密度一定，深度一定時，壓強相等．
（2）能設計壓強、壓力、受力面積三者關系的實驗．本實驗設計新穎，突破以往的壓力作用效果的實驗．