實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材:細(xì)長平底試管一支(已知底面積為S)、小湯匙一個(gè)、刻度尺一把、大水槽一個(gè)(水槽的高度大于小試管的高度)、足量的水、足量的細(xì)沙子、天平及配套砝碼.要求從實(shí)驗(yàn)桌上選擇適當(dāng)?shù)钠鞑,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)液體的密度保持不變時(shí),液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體的深度成正比.要求:寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟,畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表.
【答案】
分析:探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)和液體深度的關(guān)系時(shí),要測量液體內(nèi)部壓強(qiáng)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(qiáng)公式求出液體內(nèi)部壓強(qiáng).
用刻度尺測量試管浸入水中的深度.
為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性,要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),所以實(shí)驗(yàn)表格設(shè)計(jì)包括:實(shí)驗(yàn)次數(shù)、要測量的質(zhì)量、深度、壓強(qiáng).
解答: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(yīng)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(qiáng)p.
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表:
實(shí)驗(yàn)次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
m/kg | | | | | | |
h/m | | | | | | |
p/Pa | | | | | | |
點(diǎn)評:壓強(qiáng)公式p=
,可以用來計(jì)算固體壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)、氣體壓強(qiáng),只要找到壓力和受力面積即可.
P=ρgh只能計(jì)算液體壓強(qiáng).
注意公式的適應(yīng)范圍,不能亂用公式.