Question

5．某校物理小組想通過實驗證明：“壓強一定時，壓力與受力面積成正比”的結(jié)論，他們從實驗室找來了如下器材：托盤天平一架（含砝碼），刻度尺，底面積已知且不同的平底試管六只（長度相同），足量的沙子，裝有適量水的大水槽，抹布，藥匙．下面是該小組同學(xué)設(shè)計的主要實驗步驟，請你補充完整，并設(shè)計實驗記錄表格．
（一）主要實驗步驟：
（1）將天平置于水平桌面上，調(diào)節(jié)天平平衡；
（2）將底面積為S₁的平底試管裝入適量的沙子，放入裝有適量水的大水槽中，使試管能豎直地漂浮，用刻度尺測出試管露在水面外的長度L，取出試管，用抹布擦干試管，用天平測出試管和沙子的總質(zhì)量m₁，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（3）將底面積為S₂的平底試管裝入適量的沙子，放入裝有適量水的大水槽中，使試管能豎直地漂浮，用藥匙調(diào)節(jié)沙子的數(shù)量，保持試管露在水面外的長度仍為L，取出試管，用抹布擦干試管，用天平測出試管和沙子的總質(zhì)量m₂，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（4）仿照步驟3，再做四次實驗，完成對m₃…m₆的測量，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中．
（5）應(yīng)用公式F=G=mg算出壓力F的大小，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中．
（二）請設(shè)計實驗記錄表格：

Answer 1

分析 當(dāng)物體在同種液體中的深度一定時，壓強相等．可以讓不同的平底試管放入不等的沙子讓試管漂浮在水面上，使浸入水中的深度相同，研究試管和沙子的重力和底面積的關(guān)系．

解答 解：主要實驗步驟：
（1）將天平置于水平桌面上，調(diào)節(jié)天平平衡；
（2）將底面積為S₁的平底試管裝入適量的沙子，放入裝有適量水的大水槽中，使試管能豎直地漂浮，用刻度尺測出試管露在水面外的長度L，取出試管，擦干后用天平稱出試管和管內(nèi)沙子的總質(zhì)量m₁并將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（3）將底面積為S₂的平底試管裝入適量的沙子，放入裝有適量水的大水槽中，使試管能豎直地漂浮，保持試管露在水面外的長度仍為L，取出試管，擦干后用天平稱出試管和管內(nèi)沙子的總質(zhì)量m₂并將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（4）仿照步驟3，再做四次實驗，完成對m₃…m₆的測量，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中．
（5）應(yīng)用G=mg算出試管及沙子的總重力，即壓力F的大小，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中．
表格如下：

L/m
m/kg
S/m2
F/N

故答案為：（一） （2）用抹布擦干試管，用天平測出試管和沙子的總質(zhì)量m₁；（3）保持試管露在水面外的長度仍為L；用抹布擦干試管，用天平測出試管和沙子的總質(zhì)量m₂；（5）G=mg．
（二）設(shè)計表格：

L/m
m/kg
S/m2
F/N

點評 這是一種非常規(guī)的測量物體壓強的方法，這種方法涉及到液體的壓強，關(guān)鍵是知道同一液體、同一深度向各個方向的壓強相等，題目難度較大．