Question

某校物理小組想通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明：“壓強(qiáng)一定時(shí)，壓力與受力面積成正比”的結(jié)論，他們從實(shí)驗(yàn)室找來(lái)了如下器材：托盤(pán)天平一架（含砝碼），刻度尺，底面積已知且不同的平底試管六只，足量的沙子，裝有適量水的大水槽，抹布。請(qǐng)你幫忙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格。（5分）

Answer 1

主要實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）將天平置于水平桌面上，調(diào)節(jié)天平平衡；
（2）將底面積為S₁的平底試管裝入適量的沙子，放入裝有適量水的大水槽中，使試管能豎直地漂浮，用刻度尺測(cè)試管浸在水中的深度h，取出試管，擦干后用天平稱出試管和管內(nèi)沙子的總質(zhì)量m₁并將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（3）將底面積為S₂的平底試管裝入適量的沙子，放入裝有適量水的大水槽中，使試管能豎直地漂浮，用刻度尺測(cè)試管浸在水中的深度仍為h，取出試管，擦干后用天平稱出試管和管內(nèi)沙子的總質(zhì)量m₂并將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（4）仿照步驟3，再做四次實(shí)驗(yàn)，完成對(duì)m₃……m₆的測(cè)量，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中。………（1分）
（5）應(yīng)用G=mg算出試管及沙子的總重力，即壓力F的大小，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中�！�……（1分）
表格如下

S/m2
m/kg
F/N

解析試題分析：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讓試管漂浮在水面上，使浸入水中的深度相同，研究試管和沙子的重力和底面積的關(guān)系。
主要實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）將天平置于水平桌面上，調(diào)節(jié)天平平衡；
（2）將底面積為S₁的平底試管裝入適量的沙子，放入裝有適量水的大水槽中，使試管能豎直地漂浮，用刻度尺測(cè)試管浸在水中的深度h，取出試管，擦干后用天平稱出試管和管內(nèi)沙子的總質(zhì)量m₁并將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（3）將底面積為S₂的平底試管裝入適量的沙子，放入裝有適量水的大水槽中，使試管能豎直地漂浮，用刻度尺測(cè)試管浸在水中的深度仍為h，取出試管，擦干后用天平稱出試管和管內(nèi)沙子的總質(zhì)量m₂并將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（4）仿照步驟3，再做四次實(shí)驗(yàn)，完成對(duì)m₃…m₆的測(cè)量，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中。
（5）應(yīng)用G=mg算出試管及沙子的總重力，即壓力F的大小，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中。
表格如下：

S/m2
m/kg
F/N

考點(diǎn)：此題考查的是一種非常規(guī)的測(cè)量物體壓強(qiáng)的方法。
點(diǎn)評(píng)：這種方法涉及到液體的壓強(qiáng)，關(guān)鍵是知道同一液體、同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等，題目難度較大。