Question

【题目】实验台上有如下满足实验要求的器材：弹簧测力计1个，足够深的水槽1个，足量的水，系有细线的实心圆柱体物块1个（ρ物＞ρ水）。已知圆柱体物块底面积为S，侧面带有间距均为2cm的刻线，如图所示。请利用上述实验器材，设计一个实验证明：“水内部的压强P跟水的深度h的关系为P＝kh”，式中k为常数。请写出实验步骤，画出实验数据记录表格。

Answer 1

【答案】见解析

【解析】

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，计算出其底面对水的压力（也就是水对金属块底面的压力）。

（2）利用公式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。

实验步骤：

①用已调零的弹簧测力计测出物块所受的重力G，并将物块的底面积S和重力G的数据记在表格中；

②将挂在弹簧测力计下的物块部分体积竖直浸在大水槽的水中（物块与水槽不接触），静止时由物块侧面的刻线读出它浸在水中的深度h，用弹簧测力计测出对物块的拉力F拉，将h和F拉的数据记在表格中；

③仿照步骤②，再改变5次物块竖直浸在水中的深度（物块与水槽不接触，且未浸没），读出各次实验中物块浸在水中的深度h，用弹簧测力计分别测量各次物块受到的拉力F拉；将各次实验相应的h和F拉的数据记在表格中；

④利用公式和测量数据，分别计算出6次物块下表面受到水的压强p，将数据记在表格中；

实验数据记录表：

S/m2
G/N
h/m
F拉/N
p/Pa

通过分析表格数据可以看出液体的压强与深度成正比，即p=kh。