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初中三年级物理

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    为了探究“实心圆柱体对水平面压力的作用效果与哪些因素有关”,同学们通过观察圆柱体对沙面的凹陷程度来进行研究.实验分成了三组,实验中发现各大组沙面的凹陷程度不同,但每一大组的3次实验中沙面的凹陷程度却相同.记录的实验结果如下:(已知ρ=8.9×103㎏/mρ=7.8×103㎏/m3)请你分析:
    (1)同学们猜想压力的作用效果可能与                                  因素有关.
    (2)比较同一组的3次实验可得到的结论是:当                      相同时,压力的作用效果与底面积无关.
    (3)比较一、二两组的6次实验,可得到的结论是:当圆柱体高度相同时,                   越大,压力的作用效果越明显.
    (4)比较一、三两组中的1与7(或2与8或3与9)的实验结果,可得到的结论是:圆柱体材料相同时,           越大,压力的作用效果越明显.
    (5)归纳以上你得出的结论:                                             
    (6)你能否根据P=F/S,从理论方面推导出与实验结论相一致的结论?

    本题信息:2011年宁夏回族自治区期末题物理探究题难度较难 来源:王素娟(初中物理)
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本试题 “为了探究“实心圆柱体对水平面压力的作用效果与哪些因素有关”,同学们通过观察圆柱体对沙面的凹陷程度来进行研究.实验分成了三组,实验中发现各大组沙面的凹...” 主要考查您对

影响压力的作用效果的因素

压强的大小及其计算

控制变量法和科学探究的过程

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 影响压力的作用效果的因素
  • 压强的大小及其计算
  • 控制变量法和科学探究的过程
影响因素:
压力的作用效果不仅跟压力的大小有关,还跟受力面积的大小有关。

说明:
①啄木鸟的嘴能啄破树皮,骆驼的脚会往沙地中陷入一些,都是压力作用效果的表现。
②两个体重差不多的人在雪地里,行走的人陷到雪地里,而穿滑雪板的人没有陷入雪地中,这表明受力面积不同,压力作用效果不同。
控制变量法探究压力的作用效果与哪些因素:
    有关例在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,某同学做了如图所示的实验。比较实验的甲、乙两图可得压力的作用效果与__有关;比较乙、丙两图可得压力的作用效果与__ 有关。
解析:力可以使物体发生形变,所以通过观察,三次实验中泡沫塑料的形变,即可显示出压力作用效果。
①在研究压力作用效果与压力大小关系时,使受力面积的大小保持不变,如图甲、乙,可以发现压力越大.效果越明显。
②在研究压力作用效果与受力面积的关系时,保持压力的大小不变,如乙、丙图,可以发现受力面积越小,效果越明显。
答案:压力的大小  受力面积的大小
计算公式:
P=F/S,式中p单位是:帕斯卡,简称:帕,1帕=1牛/米2,压力F单位是:牛;受力面积S单位是:米2
对压强公式的理解:
1.此公式适用于任何情况,即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。

2.此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m2。在计算物体的压强时,只有当F的单位为N,S 的单位为m2时,压强的单位才能是Pa,因此在计算中必须统一单位。

3.一张报纸平放时对桌子的压强约0.5Pa。成人站立时对地面的压强约为1.5×104Pa,它表示:人站立时,其脚下每平方米面积上,受到脚的压力为1.5× 104N。

4.公式中的,是压力而不是重力。即使在某些情况下,压力在数值上等于物体所受的重力,也不应把公式直接写成,而应先注明F=G得:

5.公式中的受力面积S,是指受力物体发生形变的那部分面积,也就是两物体的实际接触面积,而不一定是受力物体的表面积。如图所示,一个圆台形物体置于水平地面上,分别采用A、B两种方式放置,对地面的压力不变,但图A中受力面积是S2,图B中受力面积为S1,而它们都与水平地面的面积大小无关。

6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。

巧用求柱体压强:
  将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上,桌面受到的压强,所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强,只与固体的密度和高度有关,而与固体的重力、体积和底面积因素无关,应用公式就给解这类题带来很大方便。
例1如图所示,两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3:1,高度相同,则它们对水平地面的压强之比为(   )

A.3:1B.1:3C.1:1D.9:l
解析:本题是分析圆柱体的压强,可直接利用公式进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同,所以压强相同,选项C正确。
答案:C

控制变量法:
物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。例如以下的探究实验:
探究影响蒸发快慢的因素;
探究力与运动的关系
探究影响滑动摩擦力大小的因素;
探究影响压力的作用效果的因素;
探究影响液体压强大小的因素;
探究影响浮力大小的因素;
探究影响动能大小的因素;
探究影响重力势能大小的因素;
验证欧姆定律

科学探究过程:
科学探究过程的一些环节:提出问题、猜想和假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作。
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