Question

實驗桌上有如下器材：天平一架、刻度尺一把、足夠深的大水槽一個、底面積為S的細長平底試管一支、足量的水與細沙、小湯匙一個．要求從實驗桌上選擇適當的器材，設計一個實驗證明：“當水的密度保持不變時，水內部的壓強與水的深度成正比．”請寫出實驗步驟并畫出實驗數據記錄表．

Answer 1

【答案】分析：（1）當試管裝有沙子漂浮在水面上，要計算試管底部壓強，根據p===，需要知道試管和沙子的總質量，所以用到天平、小湯匙、水槽、試管、足量的水與細沙；
探究當水的密度保持不變時，水內部的壓強與水的深度的關系，還需要測量試管底浸入水中的深度，需要用刻度尺測量．
實驗步驟：用小湯匙在試管中裝入適量的細沙，使試管豎直漂浮的水面上，測量試管和細沙的質量m，測量試管底浸入水中的深度，根據p===求出試管底的壓強，比較水內部的壓強與水的深度的關系．為了使實驗具有普遍性要進行多次實驗．
（2）需要記錄的物理量有：試管和沙子的總質量m、試管的底面積S、試管底浸入水中的深度、試管底部的壓強p、實驗次數．把這些物理量填入表格．
解答：答：（1）實驗步驟：
①用小湯匙在試管中裝入適量的沙子，將試管放入裝有水的大水槽中，使其豎直漂浮在水面上；
②用刻度尺測出試管浸入水中的深度h，用天平測出試管和沙子的總質量m，并將m、h的數值記錄在表格中；
③試管中再加入適量沙子后放入水中，使試管仍漂浮在水面上，重復步驟②；
④仿照步驟③再做1次實驗；
⑤用p===，公式算出各次試管底部的壓強p，并記錄在表格中．
（2）實驗數據記錄表：
水內部的壓強與水的深度關系記錄表：

實驗次數	試管和沙子總質量m/kg	試管底面積 S/m2	試管底浸入水深度h/m	試管底部的壓強 p/Pa
1
2
3

點評：（1）壓強公式p=，是固體、液體、氣體通用的公式，關鍵是找到壓力和受力面積．
（2）設計表格比填寫表格更有難度，設計實驗表格的最近幾年中考中出現的頻率很高，一定要掌握這種能力．