Question

實驗桌上有如下器材：如圖所示的金屬圓柱體（底面積為S，側面帶有間距均為2cm的刻線），已調零的彈簧測力計、足夠深的水槽、足量的水．請你利用上述器材設計一個實驗證明：“水內部的壓強跟水的深度成正比”．要求：
（1）請寫出實驗步驟．
（2）畫出實驗數據記錄表．

Answer 1

解：（1）實驗步驟：
①用彈簧測力計測量金屬圓柱體的重力G，并將圓柱體底面積S和重力G的
數據記錄在表格中．
②將掛在彈簧測力計下的金屬圓柱體部分體積豎直浸在大水槽的水中，圓柱體不觸碰水槽底和水槽側壁．
靜止時由金屬圓柱體側面的刻線讀出它浸入水中的深度h，用彈簧測力計測出
對金屬圓柱體的拉力F_拉，將h和F_拉的數據記錄在表格中；
③仿照步驟②，再改變5次金屬圓柱體浸在水中的深度，讀出各次它浸入水
中的深度h；用彈簧測力計分別測量各次金屬圓柱體受到的拉力F_拉；將各
次相應的h和F_拉的數據記錄在表格中；
④利用公式p== 和測量數據分別計算出6次金屬圓柱體下表面
受到水的壓強p，將數據記錄在表格中．
（2）實驗數據記錄表格：

S/m2
G/N
h/m
F拉/N
P/Pa

分析：根據實驗的目的可以確定此實驗大體思路：想法測量出液體內部不同深度處的壓強，然后比較液體壓強大小與所處深度的大小關系．但此題的難點是沒有壓強計，如何測量液體內部不同深度的壓強是難點．故設計思路為：
（1）可以利用該金屬塊的重力和彈簧測力計在水中示數，計算出其地面對水的壓力（也就是水對金屬塊地面的壓力）．
（2）利用公式P=，求出金屬塊浸入水中時受到水對它向上的壓強，通過這種方法計算出液體內部不同深度的壓強，計入表格中分析即可．
點評：在此實驗的設計中，是利用公式p=為實驗原理來測量壓強大小的，對彈簧測力計和金屬塊的重力的巧妙運用是本實驗的創(chuàng)新之處，值得我們學習和借鑒