Question

20．小明同學利用A、B兩物體、砝碼、泡沫等器材探究“壓力的作用效果與什么因素有關”的實驗．如圖1所示，

（1）實驗中小明是通過觀察泡沫的凹陷程度來比較壓力作用效果的．
（2）比較圖1中的甲、乙兩圖所示實驗，能夠得到的結(jié)論是受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越明顯．
（3）若要探究“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”，應通過比較圖甲、丙所示實驗．
（4）小華同學實驗時將物體B沿豎直方向切成大小不同的兩塊，如圖1中的丁所示．他發(fā)現(xiàn)它們對泡沫的壓力作用效果相同，由此他得出的結(jié)論是：壓力作用效果與受力面積無關．你認為他在探究過程中存在的問題是沒有控制壓力不變．
（5）小明將同一小桌和相同的砝碼分別放到沙子和木板上，如圖2所示的甲、乙所示，則沙子和木板受到的壓強P_甲=P_乙，比較甲、乙兩種情況后，小明認為要用壓強表示壓力的作用效果還需要的前提條件是控制受壓面的材料相同．

Answer 1

分析 （1）壓力的作用效果是采用轉(zhuǎn)換法，通過泡沫的形變來體現(xiàn)的．
（2）應用控制變量法，分析圖甲、乙所示實驗，根據(jù)控制的變量與實驗現(xiàn)象得出實驗結(jié)論．
（3）要得出“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”，就要控制壓力不變，而受力面積不同．
（4）探究壓力作用效果與受力面積的關系，應控制壓力不變，據(jù)此分析答題．
（5）影響壓力作用效果的因素是壓力大小和受力面積的大小，與其受壓面的材料無關．為了更直觀地顯示壓力的作用效果，受壓的物體表面必須相同，且應該選擇容易形變的材料．

解答 解：（1）實驗中，泡沫的凹陷程度越大，壓力作用效果越明顯，用泡沫的凹陷程度來反映壓力作用效果．
（2）由甲、乙兩圖所示實驗可知，受力面積相同而壓力不同，壓力作用效果不同，壓力越大，壓力作用效果越明顯，由此可得：受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯；
（3）研究壓力作用效果和受力面積的關系時，應該保持壓力不變．故實驗中甲、丙符合要求．
（4）將物體B沿豎直方向切成大小不同的兩塊，受力面積不同，由于沒有控制物體間壓力相同，所以得到的結(jié)論“壓力作用效果與受力面積無關”是錯誤的．
（5）圖2的兩圖中整個小桌對接觸面的壓力相同，受力面積相同，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可知，p_甲=p_乙．
根據(jù)壓力的作用效果比較壓強的大小需要滿足的條件是受壓面的材料相同，且應選擇易形變的材料．
故答案為：（1）泡沫的凹陷程度；
（2）受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越明顯；
（3）甲、丙；
（4）沒有控制壓力不變；
（5）=；控制受壓面的材料相同．

點評 本題考查的是影響壓力作用效果的因素，涉及到了控制變量法和轉(zhuǎn)換法，這兩種方法是初中物理用到的最多的探究方法，大部分探究實驗都用到這兩種方法，需要重點掌握．