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实验桌上有满足实验需要的如下器材:天平(含砝码)、容器内装有适量的水的烧杯、轻细线、铁架台、底面积为S且侧面有刻度的圆柱体金属块(其上表面有可拴细线的小孔)请你利用上

时间:2017-08-07
实验桌上有满足实验需要的如下器材:天平(含砝码)、容器内装有适量的水的烧杯、轻细线、铁架台、底面积为S且侧面有刻度的圆柱体金属块(其上表面有可拴细线的小孔)。请你利用上述器材设计一个实验证明:物体没入水中之前,下表面受到水向上的压强与它浸在水中的深度成正比。请写出实验步骤,画出实验数据记录表。

正确答案:
实验步骤:
(1)调节天平,把装水的烧杯放到天平的左托盘上,测量烧杯和水的总质量m1并记入数据表格;
(2)用细线系住金属块,把细线的另一端固定在铁架台的横杆上,让金属块部分体积浸入到天平左托盘上烧杯的水中(金属块不与烧杯底部接触),增加砝码或移动游码,天平平衡,记录天平的读数m2和金属块下表面在水中的深度h到数据表格;
(3)改变金属浸在水中的深度,仿照步骤(2)操作5次。
(4)将金属块的底面积S记录到数据表格,利用计算6次金属下表面的压强p并记录到数据表格。
实验数据记录表:
m1/kg






m2/kg






h/m






S/m2






p/Pa







试题分析:烧杯和水的总重力等于它们对天平托盘的压力,所以F=G=mg, 如甲图所示;放入圆柱体后,托盘受到的压力增大,增大的压力等于圆柱体对水的压力,根据“物体间力的作用是相互的”可知,圆柱体对水的压力等于水对圆柱体的压力,即浮力,所以F2=F1+F浮,则F浮=F2-F1=m2g-m1g,由上面分析可得,水对圆柱体下表面的压力等于浮力,F=F浮= m2g-m1g,
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