Question

現(xiàn)有調(diào)節(jié)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：“壓強(qiáng)一定時(shí)，壓力跟受力面積成正比”．請寫出主要實(shí)驗(yàn)步驟．

Answer 1

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(zhì)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(qiáng)一定時(shí)，壓力和底面積的關(guān)系．
實(shí)驗(yàn)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(shù)據(jù)記錄在表格中；
（2）向1號試管內(nèi)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(shù)據(jù)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(nèi)沙子的質(zhì)量m1，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（4）向2號…6號試管內(nèi)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(shù)據(jù)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(nèi)沙子的質(zhì)量m/g	試管和試管內(nèi)沙子的重力G/N	試管和試管內(nèi)沙子對水的壓力F/N

分析：當(dāng)物體在同種液體中的深度一定時(shí)，壓強(qiáng)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(zhì)量和底面積的關(guān)系．
點(diǎn)評：（1）根據(jù)P=ρgh比較，在密度一定，深度一定時(shí)，壓強(qiáng)相等．
（2）能設(shè)計(jì)壓強(qiáng)、壓力、受力面積三者關(guān)系的實(shí)驗(yàn)．本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)新穎，突破以往的壓力作用效果的實(shí)驗(yàn)．