Question

17．甲、乙兩組同學(xué)在“探究放在水平地面上的物體對地面的壓力作用效果與哪些因素有關(guān)”，他們用了底面積為圓形的不同物體若干、相同的細(xì)沙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．在實(shí)驗(yàn)過程中，他們用不同的物體來改變對水平地面的壓力，并用細(xì)沙的凹陷程度來反映壓力的作用效果．他們仔細(xì)觀察、比較細(xì)沙的凹陷程度，發(fā)現(xiàn)甲或乙每組實(shí)驗(yàn)細(xì)沙的凹陷程度相同，而各組卻不同，甲組實(shí)驗(yàn)中細(xì)沙的凹陷程度比乙組大，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示．

小組	實(shí)驗(yàn) 序號	F （牛）	S （厘米2）	小組	實(shí)驗(yàn) 序號	F （牛）	S （厘米2）
甲	1	2.0	0.05	乙	6	2.0	0.1
	2	4.0	0.1		7	4.0	0.2
	3	8.0	0.2		8	12.0	0.6
	4	12.0	0.3		9	16.0	0.8
	5	32.0	0.8		10	24.0	1.2

（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號1與6或2與7或4與8等數(shù)據(jù)中F和S的關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)放在水平地面上的物體對地面的壓力相同時(shí)，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯．
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號2與6或3與7或5與9的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)放在水平地面上的物體的受力面積相同時(shí)，壓力越大，壓力的作用效果越明顯．
（3）他們進(jìn)一步綜合分析甲、乙兩組的相關(guān)數(shù)據(jù)，并交流與討論得出：壓力與受力面積的比值決定壓力的作用效果．該值越大，壓力的作用效果越明顯．并請根據(jù)他們得到的結(jié)論完成上表的填寫．
（4）乙組同學(xué)想利用已有的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，繼續(xù)探究放在水平地面上的物體對地面的壓力的作用效果與物體底面積形狀是否有關(guān)，請?jiān)谙卤碇刑钊霐M進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，以完成他們的研究目的．

實(shí)驗(yàn) 序號	/	F （牛）	S （厘米2）
1
2

Answer 1

分析 探究影響壓力作用效果的因素應(yīng)采用控制變量法，分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

解答 解：（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號1與6或2與7或4與8等數(shù)據(jù)中F和S的關(guān)系及相關(guān)條件，可以看出，壓力相同，受力面積不同，最終的效果不同．因此可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)放在水平地面上的物體對地面的壓力相同時(shí)，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯．
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號2與6或3與7或5與9的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可以看出，受力面積相同，壓力不同，最終的效果不同，故可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)放在水平地面上的物體的受力面積相同時(shí)，壓力越大，壓力的作用效果越明顯．
（3）進(jìn)一步綜合分析甲、乙兩組的相關(guān)數(shù)據(jù)，并交流與討論可以得出：壓力與受力面積的比值決定壓力的作用效果．該值越大，壓力的作用效果越明顯．
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，$\frac{2.0N}{0.1c{m}^{2}}$=…=$\frac{2.40N}{S}$，解得S=1.2cm²．
（4）要想探究放在水平地面上的物體對地面的壓力的作用效果與物體底面積形狀是否有關(guān)，應(yīng)保持壓力和受力面積相同，只改變底面積的形狀，從而比較壓力的作用效果．故擬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下表所示．

實(shí)驗(yàn) 序號	底面積形狀	F （牛）	S （厘米2）
1	圓形	6（數(shù)據(jù)可以據(jù)實(shí)際而不同）	6 （數(shù)據(jù)可以據(jù)實(shí)際而不同）
2	三角形	6（數(shù)據(jù)可以據(jù)實(shí)際而不同）	6（數(shù)據(jù)可以據(jù)實(shí)際而不同）
3	長方形	6（數(shù)據(jù)可以據(jù)實(shí)際而不同）	6（數(shù)據(jù)可以據(jù)實(shí)際而不同）
4	梯形	6（數(shù)據(jù)可以據(jù)實(shí)際而不同）	6（數(shù)據(jù)可以據(jù)實(shí)際而不同）

故答案為：（1）1與6或2與7或4與8．                                             
（2）當(dāng)放在水平地面上的物體的受力面積相同時(shí)，壓力越大，壓力的作用效果越明顯．
（3）壓力與受力面積的比值；1.2．
（4）見上表（形狀的設(shè)置，壓力、面積的設(shè)置均可調(diào)整）．

點(diǎn)評 此題中被研究的量比較多，有材料的密度、圓柱體的高度、壓力的大小等，因此在分析時(shí)一定要嚴(yán)格按控制變量法的要求來進(jìn)行比較，找出符合要求的變量關(guān)系．這里值得特別關(guān)注的是，還有一個(gè)隱含的量并未在題目中出現(xiàn)，那就是圓柱體與水平地面的接觸面積，其實(shí)這也在悄悄地發(fā)生著變化，值得我們?nèi)ド钊胨伎迹?/p>