Question

实验桌上有满足实验需要的如下器材：如图所示的一套固定在铁架台上且带有刻度的杠杆、一个升降台上放有一只足够深的透明圆柱形容器，容器内装有足量的水、两块重力均为G、底面积均为S且侧面贴有刻度的长方体铁块（其上表面有可拴细线的小孔）、轻细线．请你利用上述器材设计一个实验证明：在液体的密度一定的条件下，液体内部向上的压强与液体的深度成正比．请写出实验步骤，画出实验数据记录表．

Answer 1

答：1、调节杠杆在水平位置平衡；
2、用细线拴住金属块1和2，分别挂在杠杆的左端，使1部分浸入水中，调节金属块2的位置，使杠杆在水平位置平衡，读出其浸入水中的深度h₁，读出金属块1到支点的距离L₁，及金属块2到支点的距离L₁′；
3、调节升降台的高度，使金属块1浸入水中的深度加大，调节金属块2的位置，使杠杆在水平位置平衡，读出其浸入水中的深度h₂，读出金属块1到支点的距离L₂，及金属块2到支点的距离L₂′；
4、重复3的操作，分别记下深度h₃、h₄、h₅，及L₃、L₄、L₅和L₃、L₄、L₅；
5、分析得出结论．
根据杠杆平衡条件：（G-pS）?L_左=G?L_右
则：p=
根据关系式可以分别计算出h₁、h₂、h₃、h₄、h₅时的压强值，经过分析便可得出结论，所以表格中应该有h、L左、L右、压强p、G几项；

金属块的重力G	金属块1在水中的深度h/cm	金属块1到支点的距离L左/cm	金属块2到支点的距离L右/cm	金属块1在水中受到的压强p/Pa

分析：此题要探究压强与液体的深度的关系，需测出物体在水中的深度，可通过金属块上的刻度得知；
还需测出金属受到水的压强，没有压强计的情况下，只能通过浮力产生的原因得出；
浮力等于下地面受到的压力，而压力与下底面积的比便是压强；
根据杠杆平衡条件：（G-pS）?L_左=G?L_右计算出压强值．
点评：此题让设计实验验证压强与深度的关系，考查了学生对杠杆平衡条件的掌握及应用，同时考查了浮力产生的原因．