Question

實(shí)驗(yàn)室有調(diào)節(jié)好的托盤(pán)天平一架（帶砝碼），已知底面積為S的平底試管一個(gè)，足量的沙子，小勺一把，刻度尺一把、裝有適量水的燒杯、抹布等器材．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：“水內(nèi)部壓強(qiáng)與水的深度成正比”．
要求：
（1）請(qǐng)補(bǔ)充完整小陽(yáng)所寫(xiě)出的主要實(shí)驗(yàn)步驟；
①先用刻度尺測(cè)量出平底試管的高度h，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中；
②向平底試管內(nèi)裝入適量的沙子，用調(diào)節(jié)好的天平稱出其總質(zhì)量m₁，將其放入裝有適量水的燒杯中，使試管

豎直漂浮

，用刻度尺測(cè)量出平底露出水面的

高度

，并將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中；
③從水中取出平底試管，用抹布擦干后，改變

試管中沙子的質(zhì)量

，仿照步驟2再做5次實(shí)驗(yàn)，將測(cè)量數(shù)據(jù)m₁-----m₆和h₁----h₆分別記錄在表格中；
④根據(jù)公式

mg

S

，分別計(jì)算6次試管底部的壓強(qiáng)P₁-----P₆，用h-h_露分別計(jì)算出6次試管浸入水中的深度，將計(jì)算的數(shù)據(jù)記錄在表格中．
（2）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格：

Answer 1

分析：根據(jù)已有器材，可借助小試管裝細(xì)沙漂浮在水面上，改變沙的質(zhì)量，從而改變浸入深度，并可根據(jù)據(jù)壓強(qiáng)的一般式P=

F

S

求出試管底面對(duì)水的壓強(qiáng)，同時(shí)比較平底管浸入的深度分析判斷即可；

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：
①先用刻度尺測(cè)量出平底試管的高度h，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中；
②用小勺向試管中裝入適量沙子，用已調(diào)平的天平測(cè)量試管和沙子的總質(zhì)量m₁，記錄在表格中；將試管放入水槽的水中，使其直立漂浮，用刻度尺測(cè)量試管露出水中高度h₁，記錄在表格中；
③從水槽中取出試管，用面巾紙擦干其外壁，用小勺向試管中添加適量沙子，用天平測(cè)量試管和沙子總質(zhì)量m₂，記錄在表格中；仿照步驟2，測(cè)量小試管露出水面高度h₂，記錄在表格中；重復(fù)步驟3、4，再測(cè)4組數(shù)據(jù)m₃、h₃；…m₆、h₆記錄在表格中；
④將小試管底面積S的數(shù)值記錄在表格中．利用公式P=

F

S

=

mg

S

，計(jì)算六次試管對(duì)水的壓強(qiáng)p₁、p₂…p₆，記錄在表格中．
（2）據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，記錄數(shù)據(jù)表格設(shè)計(jì)如下：

平底試管高度h/cm
平底試管底面積S/m2
平底試管與沙子的總質(zhì)量mn/g
平底試管露出水面的高度hn/cm
平底試管浸入水中的深度（h-hn）/cm
平底試管受到的壓強(qiáng)Pn/Pa

故答案為：（1）②豎直漂浮； 高度；  ③試管中沙子的質(zhì)量；  ④P=

mg

S

；（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格，見(jiàn)上面的分析．

點(diǎn)評(píng)：在此實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中，是利用公式P=

F

S

為實(shí)驗(yàn)原理來(lái)測(cè)量壓強(qiáng)大小的，對(duì)小試管和細(xì)沙的巧妙運(yùn)用是本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處，值得我們學(xué)習(xí)和借鑒．