Question

【題目】實驗桌上備有如下器材：如圖所示的已知底面積為S的金屬圓柱體（其側面帶有間距均勻的刻線），已調零的彈簧測力計、三個相同的燒杯分別裝有足量的鹽水、水和酒精（已知：（鹽水＞（水＞（酒精）。請你利用上述器材設計一個實驗證明：“在深度相同時，液體的密度越大，液體產生的壓強越大”。要求：

（1）寫出實驗步驟。

（2）畫出實驗數據記錄表。

Answer 1

【答案】（1）實驗步驟：

① 將金屬圓柱體懸掛在彈簧測力計下，用彈簧測力計測量圓柱體的重力G，并將圓柱體底面積S、重力G記錄在表格中。

② 將掛在彈簧測力計下的圓柱體部分體積（四個刻線以下）豎直浸在燒杯的鹽水中且不觸碰燒杯，靜止時讀出彈簧測力計對圓柱體的拉力F拉，并將F拉和（鹽水記錄在表格中。

③ 仿照步驟②，將掛在彈簧測力計下的圓柱體浸在液體中的深度保持不變，分別將其豎直浸在燒杯的水和酒精中，用彈簧測力計測量圓柱體所受拉力F拉，將（水和（酒精及各次的F拉數據記錄在表格中；

④利用公式和測量數據分別計算出3次圓柱體下表面受到液體的壓強p，將數據記錄在表格中。

（2）實驗數據記錄表格：

S/m2
G/N
F拉/N
（/kg·m-3
p/Pa

（實驗方法合理即可）

【解析】

試題分析：因為實驗中沒有壓強計，要測量液體壓強大小，可由二力平衡知識間接求出。設液體對金屬下底面壓強為P，則PS+F拉=G，即。 測出金屬塊底面積、重力，分別在不同液體中測出拉力、密度即可。所以實驗步驟如下：（1）實驗步驟：

① 將金屬圓柱體懸掛在彈簧測力計下，用彈簧測力計測量圓柱體的重力G，并將圓柱體底面積S、重力G記錄在表格中。

② 將掛在彈簧測力計下的圓柱體部分體積（四個刻線以下）豎直浸在燒杯的鹽水中且不觸碰燒杯，靜止時讀出彈簧測力計對圓柱體的拉力F拉，并將F拉和（鹽水記錄在表格中。

③ 仿照步驟②，將掛在彈簧測力計下的圓柱體浸在液體中的深度保持不變，分別將其豎直浸在燒杯的水和酒精中，用彈簧測力計測量圓柱體所受拉力F拉，將（水和（酒精及各次的F拉數據記錄在表格中；

④利用公式和測量數據分別計算出3次圓柱體下表面受到液體的壓強p，將數據記錄在表格中。

（2）實驗數據記錄表格：

S/m2
G/N
F拉/N
（/kg·m-3
p/Pa

（實驗方法合理即可）