Question

（2012?大興區一模）小軍想設計一個實驗證明液體產生的壓強一定時，壓力跟受力面積成正比．實驗桌上有粗細不等的平底試管六只（直徑已知）、裝有適量水的水槽一個、天平一架、配套砝碼一盒，足量細沙、小勺一把、面巾紙一盒．
（1）寫出主要的實驗步驟
（2）畫出實驗數據記錄表．

Answer 1

分析：要設計實驗探究壓力跟受力面積的關系，要測量試管的底面積和其受到的壓力；
當物體漂浮時，浮力與重力相等，根據浮力產生的原因，F_浮=F_壓，則F_壓=G；
液體壓強與深度有關，要保持壓強一定，應使試管底在水中的深度不變，可通過向試管中加細沙進行調節．

解答：答：（1）①用D表示試管的直徑．將其記錄在表格中；
②取一個試管，在試管中裝入適量細沙，使其豎直漂浮在水槽中．用刻度尺測出試管浸入水槽的深度用h表示，將試管從水槽中取出擦凈，用天平稱其總質量用m表示．并將m、h的數據記錄在表格中；
③取不同的試管，仿照步驟②再做5次實驗，調節細沙量，使每次試管浸入水槽的深度均為h，用天平稱出各次試管和沙的總質量m．并將各次的m、h的數據記錄在表格中； 
④根據公式 S=

1

4

πD²、F=mg 計算出試管底面積和各次的壓力并記錄在表格中．
（2）根據分析，表格中應有直徑、底面積、質量、試管在水中的深度、壓力各項，見下表：

D/m
S/m2
m/kg
h/m
F/N

點評：此題通過設計實驗驗證液體產生的壓強一定時，壓力跟受力面積成正比，考查了學生對液體壓強計浮力產生原因的理解，同時應用到了漂浮時浮力與重力的關系，難度較大．