Question

某校物理小组想通过实验证明：“压强一定时，压力与受力面积成正比”的结论，他们从实验室找来了如下器材：托盘天平一架（含砝码），刻度尺，底面积已知且不同的平底试管六只，足量的沙子，装有适量水的大水槽，抹布。请你帮忙设计实验，并写出主要实验步骤并设计实验记录表格。（5分）

Answer

主要实验步骤：

（1）将天平置于水平桌面上，调节天平平衡；

（2）将底面积为S1的平底试管装入适量的沙子，放入装有适量水的大水槽中，使试管能竖直地漂浮，用刻度尺测试管浸在水中的深度h，取出试管，擦干后用天平称出试管和管内沙子的总质量m1并将数据记录在表格中；

（3）将底面积为S2的平底试管装入适量的沙子，放入装有适量水的大水槽中，使试管能竖直地漂浮，用刻度尺测试管浸在水中的深度仍为h，取出试管，擦干后用天平称出试管和管内沙子的总质量m2并将数据记录在表格中；

（4）仿照步骤3，再做四次实验，完成对m3……m6的测量，并将数据记录在表格中。………（1分）

（5）应用G=mg算出试管及沙子的总重力，即压力F的大小，并将数据记录在表格中。………（1分）

表格如下

S/m2

m/kg

F/N

【解析】

试题分析：当物体在同种液体中的深度一定时，压强相等。可以让不同的平底试管放入不等的沙子让试管漂浮在水面上，使浸入水中的深度相同，研究试管和沙子的重力和底面积的关系。

主要实验步骤：

（1）将天平置于水平桌面上，调节天平平衡；

（2）将底面积为S1的平底试管装入适量的沙子，放入装有适量水的大水槽中，使试管能竖直地漂浮，用刻度尺测试管浸在水中的深度h，取出试管，擦干后用天平称出试管和管内沙子的总质量m1并将数据记录在表格中；

（3）将底面积为S2的平底试管装入适量的沙子，放入装有适量水的大水槽中，使试管能竖直地漂浮，用刻度尺测试管浸在水中的深度仍为h，取出试管，擦干后用天平称出试管和管内沙子的总质量m2并将数据记录在表格中；

（4）仿照步骤3，再做四次实验，完成对m3…m6的测量，并将数据记录在表格中。

（5）应用G=mg算出试管及沙子的总重力，即压力F的大小，并将数据记录在表格中。

表格如下：

S/m2

m/kg

F/N

考点：此题考查的是一种非常规的测量物体压强的方法。