Question

【題目】在“探究實心圓柱體對地面的壓強與哪些因素有關”的實驗中，某中學一小組的同學們認為此壓強跟圓柱體的密度ρ、高度h、圓柱體底面積S是有關的，但有怎樣的關系看法不同。于是，在老師的幫助下，小組的同學們從實驗室里挑選了由不同密度的合金材料，制成高度和橫截面積不同、質量分布均勻的實心圓柱體做實驗，測出實心圓柱體豎直放置時（如圖所示）對水平桌面上海綿的壓下深度，實驗記錄見下表。


（1）該小組同學是通過來判斷壓強大小的。
（2）分析實驗1、2或4、5可以得出：當圓柱體的材料密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強與圓柱體的。
（3）分析可以得出，當圓柱體的密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強與底面積無關。
（4）此探究過程用到的科學探究方法有、。
（5）實驗結束之后，同學們在老師的指導下，以某一合金甲圓柱體為研究對象，推導它對海綿的壓強大小的表達式（已知合金的密度為ρ ， 長方體鐵塊的高度為h ， 底面積為S）。表達式為。
（6）上面推導出的表達式（選填“能”或“不能”）應用于各類固體的壓強的計算。

Answer 1

【答案】
（1）海綿被壓下深度
（2）高度
（3）“2、3”/“5、6”
（4）控制變量法,轉換法
（5）p=ρgh
（6）不能
【解析】

該小組同學是根據海綿的凹陷程度來判斷壓強大小的，凹陷程度越明顯，壓強越大。分析實驗1、2或4、5可以看出，圓柱體材料密度相同，底面積相同，高度不同，對水平面的壓強不同，所以可得出結論：當圓柱體的材料密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強與圓柱體的高度有關。要驗證實心圓柱體對水平地面的壓強與底面積無關，要控制圓柱體的密度相同，對水平面的壓強相同，而底面積不同，故“2 、3”或“5 、6”符合要求。此探究過程為了探究壓強與哪些因素有關用到的科學探究方法是控制變量法，用海綿的凹陷程度反映壓強的大小用到的是轉換法。

已知合金的密度為ρ，長方體鐵塊的高度為h，底面積為S，由壓強公式可得： 。

從實驗條件可以看出p=ρgh這一公式只適用于質量分布均勻的實心柱狀物體，不能應用于各類固體的壓強的計算。

故答案為：海綿被壓下深度；高度；“2、3”/“5、6”；控制變量法、轉換法；p=ρgh；不能。

海綿下陷的程度可以反映物體壓力作用的效果，只改變高度，效果改變，說明壓力的作用效果與高度有關；多因素問題用控制變量法來研究，間接的觀察了壓力的作用效果，所以還有轉換法；利用壓強公式可以推導出表達式；公式的應用是有條件的，故不能。