规则柱体压强

实验目的

理解规则柱体对水平面的压强与密度、高度的关系，会用 p = ρgh 分析。

实验原理

柱体放在水平面上，压力等于重力，F = G = mg = ρVg = ρShg。所以 p = F/S = ρShg/S = ρgh。可见均匀实心柱体对水平面的压强只与密度和高度有关，与底面积无关。该公式只适用于密度均匀、竖直放置的柱体。

实验器材

• 不同密度的柱体
• 不同底面积的柱体
• 不同高度的柱体
• 水平桌面

实验步骤

1. 选一个柱体放在水平面上，记录压力、受力面积和压强。
2. 保持材料和高度不变，增大底面积，观察压力和压强。
3. 保持材料和底面积不变，增加高度，观察压强变化。
4. 保持形状不变，换用密度不同的材料，观察压强变化。
5. 用 p = ρgh 验证以上结果。

实验现象与结论

同种材料、高度相同的柱体，底面积增大时压力增大，压强不变；高度增大时压强增大；密度增大时压强增大。结论：均匀实心规则柱体对水平面的压强 p = ρgh，与底面积无关。

常见问题

p = ρgh 可以用于所有固体吗？

不可以，只适用于密度均匀、竖直放置的规则柱体放在水平面上。

柱体压强为什么和底面积无关？

底面积增大使压力增大，同时受力面积也增大，两者抵消，压强不变。