Question

12．實(shí)驗(yàn)桌上備有如下器材：如圖所示的已知底面積為S的金屬圓柱體（其側(cè)面帶有間距均勻的刻線），已調(diào)零的彈簧測力計(jì)、三個(gè)相同的燒杯分別裝有足量的鹽水、水和酒精（已知：ρ_鹽水＞ρ_水＞ρ_酒精）．請(qǐng)你利用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：“在深度相同時(shí)，液體的密度越大，液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大”．要求：
（1）寫出實(shí)驗(yàn)步驟．
（2）畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表．

Answer 1

分析 （1）有彈簧測力計(jì)且已知金屬圓柱體的底面積，可根據(jù)p=$\frac{F}{S}$分別計(jì)算出圓柱體底面在相同深度的不同液體中所受壓強(qiáng)的大小，進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中需要測量和記錄的物理量設(shè)計(jì)表格．

解答 解：（1）用彈簧測力計(jì)吊著金屬圓柱體，浸在不同液體的相同深度，圓柱體在重力、彈簧測力計(jì)的拉力和液體向上的壓力作用下靜止，可求出不同液體對(duì)圓柱體產(chǎn)生向上的壓力，結(jié)合圓柱體的底面積，可求不同液體對(duì)圓柱體下表面產(chǎn)生的向上的壓強(qiáng)，比較可得出：“在深度相同時(shí)，液體的密度越大，液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大”的結(jié)論．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①將金屬圓柱體懸掛在彈簧測力計(jì)下，用彈簧測力計(jì)測量圓柱體的重力G，并將圓柱體底面積S、重力G記錄在表格中．
②將掛在彈簧測力計(jì)下的圓柱體部分體積（第四條刻度線以下）豎直浸在燒杯的鹽水中且不觸碰燒杯，靜止時(shí)讀出彈簧測力計(jì)對(duì)圓柱體的拉力F_拉，并將F_拉和ρ_鹽水記錄在表格中．
③仿照步驟②，將掛在彈簧測力計(jì)下的圓柱體浸在液體中的深度保持不變，分別將其豎直浸在燒杯的水和酒精中，用彈簧測力計(jì)測量圓柱體所受拉力F_拉，將ρ_水和ρ_酒精及各次的F_拉數(shù)據(jù)記錄在表格中；
④利用公式p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G-{F}_{拉}}{S}$和測量數(shù)據(jù)分別計(jì)算出3次圓柱體下表面受到液體的壓強(qiáng)p，將數(shù)據(jù)記錄在表格中．
（2）由以上分析可知，實(shí)驗(yàn)中需要記錄的數(shù)據(jù)有：圓柱體的底面積、圓柱體所受重力、在不同液體中彈簧測力計(jì)的示數(shù)及不同液體的密度；
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格：

S/m2
G/N
F拉/N
ρ/kg•m-3

故答案為：（1）步驟同上；
（2）見上表．

點(diǎn)評(píng) 在缺少常規(guī)器材的情況下，要完成探究或測量實(shí)驗(yàn)需要根據(jù)提供的器材，將相應(yīng)的物理量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>