初中物理实验母题专题讲解十：探究压力作用效果的影响因素
物理怪怪怪2021-05-26 11:24
01实验剖析
【实验目的】探究压力的作用效果跟什么因素有关。
【提出猜想】跟压力的大小有关，跟受力面积的大小有关。
【实验方法】控制变量法、转换法
【实验器材】小桌子、泡沫塑料、砝码若干。
【实验步骤】
① 照图甲那样，把小桌腿朝下放在泡沫塑料上；观察泡沫塑料被压下的深度；
② 再照图乙那样，在桌面上放一个砝码观察泡沫塑料被压下的深度；
③ 再把小桌翻过来，如图丙，观察泡沫塑料被压下的深度。
步骤①、②是受力面积一定，改变压力的大小，步骤②、③是压力一定，改变受力面积。
【实验现象】：
【实验结论】泡沫塑料被压下的深度与压力的大小和受力面积的大小有关。
受力面积一定时，压力越大，作用效果越明显；
压力大小一定时，受力面积越小，作用效果越明显。
【考点方向】1、此实验采用的方法有控制变量法、转换法。
2、此实验使用海绵而不用木板为什么？答：木板不容易产生形变，而海绵容易产生形变，便于观察实验现象。
3、比较图甲和图乙可以得到实验结论是：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显。（不能说压强越明显，因为探究这个实验 时还没有提出压强的概念）。
4、比较图乙和图丙可以得到实验结论是：压力一定时，受力面积越大，压力的作用效果越明显。
5、用海绵形变的大小来衡量压力作用效果的大小，是转换法；
6、而在探究压力作用效果具体受哪个因素影响时，采用了控制变量的方法。
7、如果将图乙中的海绵换成木板，压力的作用效果与放海绵的作用效果相同吗？
答：相同，因为压力的效果与压力大小和受力面积有关，有其他因素无关，改成木板后只是我们观察不到效果而已。
8、小明同学实验时将物体沿竖直方向切成大小不同的两块．他发现它们两块对海绵的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力作用效果与受力面积无关．你认为他在探究过程中的做法是否正确？原因是：不正确，她没有控制压力大小相同。
02经典母题
小丽做研究“影响压力作用效果的因素”实验，所用器材及在水平桌面上进行的实验过程如图所示。
(1)本实验所用到的研究方法是____________和____________。
(2)小丽为了探究压力作用效果跟压力大小的关系，应该通过图中__________的两次实验进行比较，得出结论______________________________。
(3)为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系，应该通过图中________的两次实验进行比较，得出结论_________________________________________.
(4)在生活中，书包的背带做得比较宽，这是利用了________________来减小压力作用的效果；俗话说“磨刀不误砍柴工”，所蕴含的物理知识是通过________________来增大压力的作用效果。
(5)小丽同学认为通过图A、B能否探究压力作用效果与压力大小的关系，你是否认同他的观点，并说明理由：。
(6)小丽选用图D、E、F为实验材料，是运用了该材料的________物理属性。
(7)小丽通过学习课本知识，了解到可以用______________物理量来表示压力作用效果大小。
【答案】(1) 控制变量法；转换法；(2) DE；在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；(3) EF；在压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。(4)增大受力面积；通过减小受力面积。(5)不认同；因为以地面或桌面为研究对象来探究压力作用效果时，由于材料硬、不容易变形、作用效果不易观察比较。(6)硬度小；(7)压强；【解析】：(1)探究影响压力作用效果的因素实验,应用了控制变量法与转换法.(2)探究压力作用的效果跟压力大小的关系,应控制受力面积相同而压力大小不同,由图示实验可以知道,应选择图D、E两次实验进行比较得出结论;为了探究压力作用的效果跟受力面积大小的关系；(3)控制物体间的压力相等而受力面积不同,应该通过图中的E、F两次实验进行比较得出结论;得出的结论是:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;在压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显； (4)书包的背带做得又宽又大,这是利用了:增加受力面积来减少压力作用的效果;俗话说“磨刀不误砍柴工”所蕴含的物理知识是:减少受力面积来增加压力作用的效果. (5)因为本实验探究压力作用效果是通过受力物体的形变程度来比较的，而桌面或者地面质地较硬不易变形，作用效果不明显。所以不认同他的观点。(6)DEF硬度小、容易变形，便于观测压力作用效果。(7)压强是表示压力作用效果的物理量。
03真题演练
练习1：（2020·长沙）以下是小彭同学在探究压力的作用效果时的部分图片。
(1)比较甲乙两图可知________________________。
(2)小彭将质量分布均匀的物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图丙所示，将左边部分移开后，发现剩余部分B对泡沫的压力作用效果没有变化，如图丁所示，这是因为压力的作用效果是由______和______共同决定的。
【答案】（1）压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越大；（2）压力大小；受力面积【解析】(1)从甲乙两图中可以看出，不变的量时物体的力，改变的是受力面积，通过泡沫塑料的凹陷程度可知，压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。(2)压力的作用效果与压力大小和受力面积有关，从丙丁两图中可以看出压力和受力面积同时改变时，压力的作用效果可能不变，所以进一步说明压力的作用效果时由压力大小和受力面积共同决定的。
练习2：（2020·郴州）同学（利用小桌、砝码、泡沫塑料）在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”时，如图所示，请仔细观察并回答下列问题：
(1)该实验是通过_________________来显示压力的作用效果；
(2)调由甲乙两图所示实验现象可得出：受力面积一定时，_________________越大，压力作用效果越明显；
(3)由乙丙两图所示实验现象可得出：压力一定时，_________________越小，压力作用效果越明显；
【答案】(1)泡沫塑料的凹陷程度 ；(2)压力； (3)受力面积【解析】 (1)实验中，泡沫塑料凹陷程度越大，压力作用效果越明显，故可用泡沫塑料的凹陷程度来反映压力作用效果。(2)甲乙两图受力米那就相同，压力越大，泡沫塑料凹陷程度越大，压力作用效果越明显，所以在受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显。(3)乙丙两图，压力相同，受力面积越小，泡沫塑料凹陷程度越大，所以在压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。
练习3：（2020·广东）在探究“压力作用效果与哪些因素有关”实验中，小邹同学用一块海绵和两块规格相同的长方形砖块做了如图所示的一系列实验，请仔细观察，并分析回答下列问题：
（1）压力的作用效果大小时通过海绵的__________的程度来确定。
（2）分析比较图乙和丙的实验现象，可以得出结论：______________________________。
（3）比较分析图的实验现象，可得出结论：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。
（4）进一步综合分析图甲乙丙丁的实验现象，并归纳得出结论：____________________。
【答案】(1)凹陷； (2)当压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越显著；(3)乙和丁 ；(4)压力作用效果和压力大小和受力面积有关，压力越大，受力面积越小，压力的作用效果越显著。【解析】(1)力可以改变海绵的形状，通过海绵的凹陷程度来表示压力作用效果大小。(2)分析图乙和丙的实验现象可知，两图的压力大小不变，受力面积的大小不同，海绵的凹陷程度不同，且受力面积越小，海绵的凹陷程度越大。(3)要探究压力的作用效果与压力大小的关系，应控制受力面积不变，改变压力的的大小，由图可知，乙和丁两图符合。(4)根据本实验的实验现象，可归纳出结论：压力作用效果与压力大小和受力面积均有关，压力越大，受力面积越小，压力作用效果越显著。
练习4：（2020·宜宾）小明同学为探究压力的作用效果与哪些因素有关时，用了完全相同的四块砖和完全相同的三块海绵，做了如图所示的三个实验。
(1)该实验用到的实验方法是_____________。
(2)观察三个实验，比较甲图和_______图所示实验，说明受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。
(3)观察三个实验，比较甲图和丙图所示实验，说明：_______相同时，_______越小，压力的作用效果越明显。
【答案】（1）控制变量法；(2)乙；(3)压力；受力面积【解析】(1)探究影响压力作用效果的因素，应采取控制变量法的思想。(2)要得出“受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显”的结论，必须控制受力面积相同，压力大小不同，符合条件的只有甲、乙两图。(3)甲、丙两图中，都是一块砖，压力相同，放置方式不同，受力面积不同，压力的作用效果不同，因此会得出压力相同时，受力面积越小，压力作用效果越显著。
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