Question

（2009?昌平區一模）請設計一個實驗，驗證水的內部壓強隨水的深度的增加而增大，所用的裝置如圖所示，增加平底試管內的砂粒可以改變平底試管沉入水中的深度．現有天平一架（帶砝碼），底面積為S的平底試管一個，小燒杯一個，小藥匙（即小勺）一把，滿足需要的刻度尺一把和砂粒若干．
請寫出主要實驗步驟：

Answer 1

分析：要驗證水的內部壓強隨水的深度的增加而增大，就需要分別在不同的深度，測出水對試管的壓強值，然后利用測得的數值進行分析，從而得出結論．
水對試管的壓強可以利用固體壓強的計算公式：P=

F

S

=

G總

S

來表示．利用天平測出浸入水中的試管及沙石的質量，從而可以得到G_總．
浸入水中的深度可以利用刻度尺來測得．

解答：解：（1）主要實驗步驟：
1、用天平稱出平底試管的質量m₀，小燒杯和適量砂粒的質量m_總，把數據記錄在表格中；
2、從小燒杯中取出一定量的砂粒放入試管中，用天平稱出小燒杯和剩余砂粒的質量m₁，用m_砂1=m_總-m₁計算出放入試管中的砂粒質量m_砂1，把數據記錄在表格中；
3、將裝有砂粒質量m_砂1的平底試管放入水中，在平底試管穩定后，用刻度尺測出平底試管浸沒水中的深度H₁，用P₁=

G0+G砂1

S

=

m0g+m砂1g

S

計算出平底試管底部所在位置液體壓強P₁，把數據記錄在表格中；
4、依照步驟3，把質量為m_砂2、m_砂3、m_砂4、m_砂5的砂粒依次放入試管中，分別計算出P₂、P₃、P₄、P₅，分別測出平底試管浸沒水中的深度H₂、H₃、H₄、H₅，把數據記錄在表格中．

	1	2	3	4	5
試管與管中沙石的總質量	m0+m砂1	m0+m砂2	m0+m砂3	m0+m砂4	m0+m砂5
液體對試管的壓強	P1	P2	P3	P4	P5
試管浸入水中的深度	H1	H2	H3	H4	H5

5、分析表格中的數據，可以發現壓強P隨著深度H的增加而增加．

點評：明確實驗目的是解決此類題目的核心，所有的操作都是圍繞實驗目的展開的．