實驗桌上有如下器材:底面積已知的平底小試管一個、一小堆細沙子、小勺一個、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、天平(帶砝碼)一個.要求從實驗桌上選擇適當?shù)钠鞑模O(shè)計一個實驗證明:當液體的密度保持不變時,液體的壓強與液體的深度成正比.
(1)請寫出主要實驗步驟.
(2)請設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格.
答:(1)實驗步驟:
①在小試管中裝入適量的沙子,用調(diào)好的天平測量試管和沙子的總質(zhì)量m
1,記錄m
1到表格中.
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
1,記錄h
1到表格中.
③再增加試管中的沙子,用調(diào)好的天平測出試管和沙子的總質(zhì)量m
2,重復(fù)步驟2,測出浸入水中的深度h
2,記錄m
2、h
2到表格中.
④重復(fù)實驗步驟3,再測出4組數(shù)據(jù)m
3、h
3;m
4、h
4;m
5、h
5;m
6、h
6;記錄m
3、h
3;m
4、h
4;m
5、h
5;m
6、h
6到表格中.
⑤用p=

=

,依次算出水對試管底部的壓強p
1、p
2、p
3、p
4、p
5、p
6,
(2)
| 實驗次數(shù) | 試管和沙子的 總質(zhì)量m/g | 試管浸入水中 的深度h/cm | 水對試管底部 的壓強p/Pa |
| 1 | | | |
| 2 | | | |
| 3 | | | |
| 4 | | | |
| 5 | | | |
| 6 | | | |
分析:(1)在小試管中裝入適量的沙子,用調(diào)好的天平測量試管和沙子的總質(zhì)量m;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;根據(jù)p=

=

,算出水對試管底部的壓強.多次測量,比較液體密度不變時,液體深度增大,液體壓強的變化.
(2)實驗中要記錄試管和沙子質(zhì)量、試管漂浮在水中的深度、計算的壓強、實驗此時等.
點評:p=

適用于固體、液體、氣體,P=ρgh適用于液體,本題是通過p=

進行探究的.