Question

实验桌上有如下器材：如图33所示的金属圆柱体（底面积为S，侧面带有间距均为2cm的刻线），已调零的弹簧测力计、足够深的水槽、足量的水．请你利用上述器材设计一个实验证明：“水内部的压强跟水的深度成正比”．要求：
（1）请写出实验步骤．
（2）画出实验数据记录表．

Answer

根据实验的目的可以确定此实验大体思路：想法测量出液体内部不同深度处的压强，然后比较液体压强大小与所处深度的大小关系．但此题的难点是没有压强计，如何测量液体内部不同深度的压强是难点．故设计思路为：
（1）可以利用该金属块的重力和弹簧测力计在水中示数，计算出其地面对水的压力（也就是水对金属块地面的压力）．
（2）利用公式P=，求出金属块浸入水中时受到水对它向上的压强，通过这种方法计算出液体内部不同深度的压强，计入表格中分析即可．
【解析】
（1）实验步骤：
①用弹簧测力计测量金属圆柱体的重力G，并将圆柱体底面积S和重力G的
数据记录在表格中．
②将挂在弹簧测力计下的金属圆柱体部分体积竖直浸在大水槽的水中，圆柱体不触碰水槽底和水槽侧壁．
静止时由金属圆柱体侧面的刻线读出它浸入水中的深度h，用弹簧测力计测出
对金属圆柱体的拉力F拉，将h和F拉的数据记录在表格中；
③仿照步骤②，再改变5次金属圆柱体浸在水中的深度，读出各次它浸入水
中的深度h；用弹簧测力计分别测量各次金属圆柱体受到的拉力F拉；将各
次相应的h和F拉的数据记录在表格中；
④利用公式p== 和测量数据分别计算出6次金属圆柱体下表面
受到水的压强p，将数据记录在表格中．
（2）实验数据记录表格：

S/m2  
G/N  
h/m          
F拉/N          
P/Pa