Question

8．小芳同學觀察到許多建筑材料的截面多是V形或U形，這引起了她的好奇心．
[提出問題]物體承受的壓力與哪些因素有關？
[猜想與假設]猜想一：物體承受的壓力與物體的形狀有關．
猜想二：物體承受的壓力與物體的材料有關．
于是小芳利用如圖所示的裝置，選取了紙條、細繩、火柴盒和若干火柴棒，對猜想一進行實驗探究．
（1）選取材料和長、寬、厚相同的紙條若干．
（2）將一張紙條折成V形，放在裝置上，在紙條兩端距中點（支點）相同距離處，各掛一相同的火柴盒子．在兩火柴盒中逐漸增加數量相同的火柴棒，直到紙條被壓彎折為止，記錄一端火柴盒中火柴棒根數．

	V形	U形	圓弧形
1	46	36	65
2	43	32	62
3	45	35	63

（3）將紙條分別拆成U型、圓弧型，重復步驟（2）．
（4）更換紙條，將以上實驗再做兩次．
①[分析與論證]
分析實驗數據，可以得出的結論是（寫出一條即可）完全相同的紙條，圓弧形承受的壓力最大（注：其它答案只要合理均予計分）．
②[交流與合作]
（生產、生活和建筑中利用物體形狀影響其承受壓力的事例很多，如巨大的鐵橋中多處使用了U形鋼材．請你舉出一個利用V形或圓弧形結構的實例角鋼．
（5）若要探究猜想二，實驗中應使所選物體的材料的形狀和材料的長、寬、厚相同．

Answer 1

分析 由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，如果動力臂等于阻力臂，那么只有動力等于阻力時，杠桿才會平衡；
在探究物體承受的壓力與哪些因素有關時，提出了兩種猜想，所以在探究時應該采用控制變量法進行分析解答；
所以在探究物體承受的壓力與材料的關系時，應保證材料的形狀相同，根據實驗數據分析可以得出結論．

解答 解：
（2）題意已知杠桿的動力臂等于阻力臂，所以要使它們平衡，應該在兩端加相同的火柴個數；
（4）①由表格數據可知，在材料相同時，圓形的紙條承擔的火柴數最多，所以完全相同的紙條，圓弧形承受的壓力最大；
生活生產中的頭盔、角鋼、V形鋼塊等建材都是采用的圓形或V形形狀，這樣可以承受更大的壓力；
②在驗證物體承受的壓力與物體的材料的關系時，應該讓材料的形狀和材料的長、寬、厚相同；
故答案為：（2）相同；
（4）①完全相同的紙條，圓弧形承受的壓力最大；角鋼；
（5）材料的形狀和材料的長、寬、厚相同．

點評 解決此類多因素的實驗探究問題時，常常采用控制變量法進行分析解答．