實驗桌上有如下器材:細長平底試管一支(已知底面積為S)、小湯匙一個、刻度尺一把、大水槽一個(水槽的高度大于小試管的高度)、足量的水、足量的細沙子、天平及配套砝碼.要求從實驗桌上選擇適當?shù)钠鞑,設計一個實驗證明:當液體的密度保持不變時,液體內(nèi)部的壓強與液體的深度成正比.要求:寫出主要的實驗步驟,畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表.
答:(1)在試管中裝入適量的沙子,用天平及配套砝碼測出試管和沙子的總質(zhì)量為m,將數(shù)據(jù)記錄在表格中;
(2)將試管放入裝有水的大水槽中,使其直立漂浮在水面上,測出浸入水中的深度h,將數(shù)據(jù)記錄在表格中;
(3)5次改變試管中的沙子,分別擦干試管,測出試管和沙子的總質(zhì)量m,并測出試管浸入水中的相應深度h,分別記錄在表格中;
(4)用p=
=
=
,依次算出水對試管底部的壓強p.
實驗數(shù)據(jù)記錄表:
實驗次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
m/kg | | | | | | |
h/m | | | | | | |
p/Pa | | | | | | |
分析:探究液體內(nèi)部壓強和液體深度的關(guān)系時,要測量液體內(nèi)部壓強和液體深度的關(guān)系.
讓倒入不同質(zhì)量沙子的試管漂浮在水面上,用天平及配套砝碼測量質(zhì)量,求出重力,浮力等于重力,液體受到的壓力等于浮力.
知道液體受到的壓力和受力面積,根據(jù)壓強公式求出液體內(nèi)部壓強.
用刻度尺測量試管浸入水中的深度.
為了使實驗結(jié)論具有普遍性,要進行多次實驗,所以實驗表格設計包括:實驗次數(shù)、要測量的質(zhì)量、深度、壓強.
點評:壓強公式p=
,可以用來計算固體壓強、液體壓強、氣體壓強,只要找到壓力和受力面積即可.
P=ρgh只能計算液體壓強.
注意公式的適應范圍,不能亂用公式.