Question

现有调节好的托盘天平一架，配套砝码一盒，刻度尺、三角板各一把，编号依次为1号至6号的底面积不同的足够长的平底试管六只，足量的沙子，小勺一把，符合要求的水槽中装有足量的水．请你设计实验证明：“压强一定时，压力跟受力面积成正比”．请写出主要实验步骤．

Answer 1

【答案】分析：当物体在同种液体中的深度一定时，压强相等．可以让不同的平底试管放入不等的沙子试管漂浮在水面上，浸入水中的深度相同，研究试管和沙子的质量和底面积的关系．
解答：解：（1）测量试管的直径求出底面积．
（2）不同试管中放入不等的沙子，使试管漂浮在水中，试管底浸入水中的深度相同．然后测量试管和沙子的质量，求出重力，试管竖直漂浮在水面上，对水面的压力等于重力．
（3）比较压强一定时，压力和底面积的关系．
实验步骤：
（1）用刻度尺和三角板依次测量六只试管的直径D1…D6，并把数据记录在表格中；
（2）向1号试管内装入适量沙子，使试管能竖直漂浮在水中，用刻度尺测量试管底部浸在水中的深度h，并将数据记录在表格中；
（3）从水中取出试管，擦干后用天平称出试管和试管内沙子的质量m1，并将数据记录在表格中；
（4）向2号…6号试管内装入适量的沙子，使试管能竖直地漂浮在水中，且试管底部浸入水中的深度仍为h；
（5）仿照步骤（3），完成对m2…m6的测量，并将数据记录在表格中．

试管底部在水中的深度为h
试管的直径D/cm	试管的底面积S/cm2	试管和试管内沙子的质量m/g	试管和试管内沙子的重力G/N	试管和试管内沙子对水的压力F/N

点评：（1）根据P=ρgh比较，在密度一定，深度一定时，压强相等．
（2）能设计压强、压力、受力面积三者关系的实验．本实验设计新颖，突破以往的压力作用效果的实验．