Question

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．要求从实验桌上选择适当的器材，设计一个实验证明：“当水的密度保持不变时，水内部的压强与水的深度成正比．”请写出实验步骤并画出实验数据记录表．

Answer

（1）当试管装有沙子漂浮在水面上，要计算试管底部压强，根据p===，需要知道试管和沙子的总质量，所以用到天平、小汤匙、水槽、试管、足量的水与细沙；
探究当水的密度保持不变时，水内部的压强与水的深度的关系，还需要测量试管底浸入水中的深度，需要用刻度尺测量．
实验步骤：用小汤匙在试管中装入适量的细沙，使试管竖直漂浮的水面上，测量试管和细沙的质量m，测量试管底浸入水中的深度，根据p===求出试管底的压强，比较水内部的压强与水的深度的关系．为了使实验具有普遍性要进行多次实验．
（2）需要记录的物理量有：试管和沙子的总质量m、试管的底面积S、试管底浸入水中的深度、试管底部的压强p、实验次数．把这些物理量填入表格．
答：（1）实验步骤：
①用小汤匙在试管中装入适量的沙子，将试管放入装有水的大水槽中，使其竖直漂浮在水面上；
②用刻度尺测出试管浸入水中的深度h，用天平测出试管和沙子的总质量m，并将m、h的数值记录在表格中；
③试管中再加入适量沙子后放入水中，使试管仍漂浮在水面上，重复步骤②；
④仿照步骤③再做1次实验；
⑤用p===，公式算出各次试管底部的压强p，并记录在表格中．
（2）实验数据记录表：
水内部的压强与水的深度关系记录表：

实验次数 试管和沙子总质量m/kg 试管底面积
S/m2 试管底浸入水深度h/m 试管底部的压强
p/Pa
1        
2        
3