Question

8．實驗桌上有底面積已知為S的柱形容器一個，足量的水，細線若干，不同體積的石塊六個，刻度尺和彈簧測力計各一．請你利用以上器材設計實驗證明：“水對容器底部壓力的變化量△F_壓等于物體浸沒時受到的浮力F_浮”．
（1）簡要寫出獲得第一組實驗數(shù)據(jù)的實驗步驟，寫出△F_壓和F_浮的計算公式．
（2）畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗目的，要探究水對容器底部壓力的變化量△F_壓等于物體浸沒時受到的浮力F_浮．
需測量壓力的變化，首先根據(jù)深度的變化，求出液體壓強的變化，根據(jù)F=pS得出壓力的變化；
根據(jù)稱重法可測量浮力的大小，分別測出六個石塊浸沒時的浮力和容器底所受壓力的變化，分析可得結論．

解答 答：
（1）①在容器內倒入適量的水，用刻度尺測出水面上部容器的高度h₀，記錄在表格中；
②用細線拴住石塊，用測力計測出石塊的重力G₁，并將其完全浸沒在水中，記下測力計的示數(shù)F₁，并用刻度尺測出水面上部容器的高度h₁，記錄在表格中；
③細線拴住石塊，用測力計測出分別石塊的重力G₂、G₃、G₄、G₅、G₆，并將其完全浸沒在水中，記下測力計的示數(shù)F₂、F₃、F₄、F₅、F₆，并用刻度尺測出水面上部容器的高度h₂、h₃、h₄、h₅、h₆，記錄在表格中；
第一組容器底部壓力的變化：△F_壓=△pS=ρ_水g（h₂-h₁）S；
（2）實驗表格如下所示：

實驗次數(shù)	小石塊的重力G/N	石塊浸沒在水中時的拉力F/N	小石塊受到的浮力F浮/N	未放小石塊時，水面上方的高度h0/cm	放入小石塊后水面上方的高度h/cm	容器底受到的壓力變化量△F/N
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點評 本題是探究柱形容器中液體度物體浮力與容器底部所受壓力的變化關系，考查了對實驗的設計，關鍵能夠掌握浮力和壓力變化量的測量方法．