实验桌上有如下器材:天平一架.刻度尺一把.足够深的大水槽一个.底面积为S的细长平底试管一支.足量的水与细沙.小汤匙一个．为了证明:“当水的密度保持不变时.水内部的压强与水的深度成正比．李珊同学进行了如下实验.请你补充完整:(1)用小汤匙在试管中装入适量的沙子.用天平测试管和沙子的总质量m.并将数值记录在表格中:(2)将试管放入装有水� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

1．

实验桌上有如下器材：天平一架、刻度尺一把、足够深的大水槽一个，底面积为S的细长平底试管一支、足量的水与细沙、小汤匙一个．为了证明：“当水的密度保持不变时，水内部的压强与水的深度成正比”．李珊同学进行了如下实验，请你补充完整：
（1）用小汤匙在试管中装入适量的沙子，用天平测试管和沙子的总质量m，并将数值记录在表格中：
（2）将试管放入装有水的大水槽中，使其竖直漂浮在水面上，（如图所示），当试管保持静止后，用刻度尺测出浸入水中的深度h，并将数值记录在表格中：
（3）改变试管中沙子的质量，重复上述步骤5次，并记录相关实验数据：
（4）根据二力平衡条件，漂浮的试管受到水对它向上的压力F=G=mg：利用公式p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$，算出各次试管底部的压强P，并记录在表格中．最后根据记录的实验数据得出实验结论．

分析要想验证水的内部压强与水的深度的关系，必须利用现有器材测出这两个量，并通过多组测量数据进行比较归纳，才能最终达到实验的目的．
基于这一思考，我们可以借助砂粒使试管漂浮在水面，通过改变砂粒的多少使其浸入深度发生改变，并用刻度尺量出这一深度．
再根据漂浮时浮力等于重力，用天平测出其质量可算出重力，也就知道了浮力，浮力就是下面表受到的水的压力，
水的压强p=$\frac{F}{S}$，S是试管的底面积，可通过测量其直径，利用公式S=$\frac{π{D}^{2}}{4}$求出．

解答解：（2）将试管放入装有水的大水槽中，使其直立漂浮在水面上，测出浸入水中的深度h，将数据记录在表格中；
（4）根据二力平衡条件，漂浮的试管受到水对它向上的压力F=G=mg；利用p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$，依次算出水对试管底部的压强p．
故答案为：（2）浸入水中的深度；
（4）G=mg；$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$．

点评本题是利用公式p=$\frac{F}{S}$为实验原理来测量压强大小的，关键是找出求压强和深度的测量方法是实验设计的突破口，而难点则是试管所受压强的测量，对小试管和细沙的巧妙运用是本实验的创新之处，值得我们学习和借鉴．

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