Question

5．某校物理小组想通过实验证明：“压强一定时，压力与受力面积成正比”的结论，他们从实验室找来了如下器材：托盘天平一架（含砝码），刻度尺，底面积已知且不同的平底试管六只（长度相同），足量的沙子，装有适量水的大水槽，抹布，药匙．下面是该小组同学设计的主要实验步骤，请你补充完整，并设计实验记录表格．
（一）主要实验步骤：
（1）将天平置于水平桌面上，调节天平平衡；
（2）将底面积为S₁的平底试管装入适量的沙子，放入装有适量水的大水槽中，使试管能竖直地漂浮，用刻度尺测出试管露在水面外的长度L，取出试管，用抹布擦干试管，用天平测出试管和沙子的总质量m₁，并将数据记录在表格中；
（3）将底面积为S₂的平底试管装入适量的沙子，放入装有适量水的大水槽中，使试管能竖直地漂浮，用药匙调节沙子的数量，保持试管露在水面外的长度仍为L，取出试管，用抹布擦干试管，用天平测出试管和沙子的总质量m₂，并将数据记录在表格中；
（4）仿照步骤3，再做四次实验，完成对m₃…m₆的测量，并将数据记录在表格中．
（5）应用公式F=G=mg算出压力F的大小，并将数据记录在表格中．
（二）请设计实验记录表格：

Answer 1

分析 当物体在同种液体中的深度一定时，压强相等．可以让不同的平底试管放入不等的沙子让试管漂浮在水面上，使浸入水中的深度相同，研究试管和沙子的重力和底面积的关系．

解答 解：主要实验步骤：
（1）将天平置于水平桌面上，调节天平平衡；
（2）将底面积为S₁的平底试管装入适量的沙子，放入装有适量水的大水槽中，使试管能竖直地漂浮，用刻度尺测出试管露在水面外的长度L，取出试管，擦干后用天平称出试管和管内沙子的总质量m₁并将数据记录在表格中；
（3）将底面积为S₂的平底试管装入适量的沙子，放入装有适量水的大水槽中，使试管能竖直地漂浮，保持试管露在水面外的长度仍为L，取出试管，擦干后用天平称出试管和管内沙子的总质量m₂并将数据记录在表格中；
（4）仿照步骤3，再做四次实验，完成对m₃…m₆的测量，并将数据记录在表格中．
（5）应用G=mg算出试管及沙子的总重力，即压力F的大小，并将数据记录在表格中．
表格如下：

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

故答案为：（一） （2）用抹布擦干试管，用天平测出试管和沙子的总质量m₁；（3）保持试管露在水面外的长度仍为L；用抹布擦干试管，用天平测出试管和沙子的总质量m₂；（5）G=mg．
（二）设计表格：

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

点评 这是一种非常规的测量物体压强的方法，这种方法涉及到液体的压强，关键是知道同一液体、同一深度向各个方向的压强相等，题目难度较大．