Question

（2009?昌平区一模）请设计一个实验，验证水的内部压强随水的深度的增加而增大，所用的装置如图所示，增加平底试管内的砂粒可以改变平底试管沉入水中的深度．现有天平一架（带砝码），底面积为S的平底试管一个，小烧杯一个，小药匙（即小勺）一把，满足需要的刻度尺一把和砂粒若干．
请写出主要实验步骤：

Answer 1

分析：要验证水的内部压强随水的深度的增加而增大，就需要分别在不同的深度，测出水对试管的压强值，然后利用测得的数值进行分析，从而得出结论．
水对试管的压强可以利用固体压强的计算公式：P=

F

S

=

G总

S

来表示．利用天平测出浸入水中的试管及沙石的质量，从而可以得到G_总．
浸入水中的深度可以利用刻度尺来测得．

解答：解：（1）主要实验步骤：
1、用天平称出平底试管的质量m₀，小烧杯和适量砂粒的质量m_总，把数据记录在表格中；
2、从小烧杯中取出一定量的砂粒放入试管中，用天平称出小烧杯和剩余砂粒的质量m₁，用m_砂1=m_总-m₁计算出放入试管中的砂粒质量m_砂1，把数据记录在表格中；
3、将装有砂粒质量m_砂1的平底试管放入水中，在平底试管稳定后，用刻度尺测出平底试管浸没水中的深度H₁，用P₁=

G0+G砂1

S

=

m0g+m砂1g

S

计算出平底试管底部所在位置液体压强P₁，把数据记录在表格中；
4、依照步骤3，把质量为m_砂2、m_砂3、m_砂4、m_砂5的砂粒依次放入试管中，分别计算出P₂、P₃、P₄、P₅，分别测出平底试管浸没水中的深度H₂、H₃、H₄、H₅，把数据记录在表格中．

	1	2	3	4	5
试管与管中沙石的总质量	m0+m砂1	m0+m砂2	m0+m砂3	m0+m砂4	m0+m砂5
液体对试管的压强	P1	P2	P3	P4	P5
试管浸入水中的深度	H1	H2	H3	H4	H5

5、分析表格中的数据，可以发现压强P随着深度H的增加而增加．

点评：明确实验目的是解决此类题目的核心，所有的操作都是围绕实验目的展开的．