Question

某同學通過實驗研究圓柱體對水平面的壓力作用效果與哪些因素有關，該同學選用若干個高度相同，不同材料組成的實心柱體豎直放置在同一水平細沙面上進行了三組實驗，實驗現象如圖所示，發現每一組沙面的凹陷程度相同，而各組卻不同．（已知ρ銅＞ρ鐵＞ρ鋁）

（1）實驗中可以通過

圓柱體陷入沙子的深度

來顯示壓力的作用效果．
（2）分析圖（a）或（b）或（c），你認為該同學想研究壓力作用效果與

受力面積

的關系，從現象及相關條件可歸納得出的初步結論是：

當圓柱體的密度和高度相同時，圓柱體對水平面的壓力作用效果與受力面積無關

．
（3）分析圖（a）和（b）和（c），你認為該同學想研究壓力作用效果與

圓柱體密度

的關系，從現象及相關條件可知：

當圓柱體的高度相同時，圓柱體密度越大，對水平面的壓力作用效果越顯著

．

Answer 1

分析：本實驗中，壓力的作用效果是通過觀察細沙的凹陷程度來反映出來的．壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關，在研究時應控制其中的一個量不變，只改變其中的一個量來觀察作用效果的情況，也就是利用控制變量法來進行探究．

解答：解：（1）實驗中可以通過圓柱體陷入沙子的深度（或沙面的凹陷程度）來顯示壓力的作用效果．
（2）分析圖（a）或（b）或（c），圓柱體的材料和高度都相同，只有受力面積不同，因此探究的是壓力作用效果與受力面積大小的關系，由實驗現象可以看出：壓力作用效果與受力面積大小無關．
（3）分析圖（a）和（b）和（c），圓柱體的高度相同，材料的密度不同，因此探究的是壓力作用效果與材料密度的關系，由實驗現象可以看出：壓力的作用效果和圓柱體密度有關，當圓柱體的高度相同時，圓柱體密度越大，對水平面的壓力作用效果越顯著．
故答案為：（1）圓柱體陷入沙子的深度；
（2）受力面積；當圓柱體的密度和高度相同時，圓柱體對水平面的壓力作用效果與受力面積無關；
（3）圓柱體密度；當圓柱體的高度相同時，圓柱體密度越大，對水平面的壓力作用效果越顯著．

點評：解決此題要熟知壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關，再根據控制變量法的思想，進一步比較每次實驗中壓力和受力面積的大小關系，進而得出有說服力的結論．