Question

2．小芳同學(xué)觀察到許多建筑材料的截面多是倒V形或倒U形，這引起了她的好奇心．
提出問(wèn)題：物體能承受的壓力與哪些因素有關(guān)？
猜想與假設(shè)：
猜想一：物體能承受的壓力與物體的形狀有關(guān)．
猜想二：②物體能承受的壓力與物體的材料有關(guān)
猜想三：…
于是小芳利用如圖所示的裝置，選取了紙條、細(xì)繩、火柴盒和若干火柴棒，對(duì)猜想一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．
實(shí)驗(yàn)步驟：
（一）選取長(zhǎng)、寬、厚和材料相同的紙條若干．
（二）將一張紙條折成V形，放在裝置上，在紙條兩端距中點(diǎn)（支點(diǎn)）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(shù)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(shù)．
（三）將紙條分別折成U型、圓弧型，重復(fù)步驟（二）．
（四）更換紙條，將以上實(shí)驗(yàn)再做兩次．

物體形狀 火柴根數(shù) 實(shí)驗(yàn)次數(shù)	V形	U形	圓弧形
1	46	36	75
2	43	32	63
3	45	35	83

請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）補(bǔ)充步驟一內(nèi)容：長(zhǎng)、寬、厚和材料相同．
（2）小芳是如何判斷實(shí)驗(yàn)中的物體所承受的壓力不同？紙條被壓彎時(shí)火柴盒內(nèi)火柴棒的根數(shù)．
（3）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是：圓弧形承受的壓力最大（或物體承受的壓力與形狀有關(guān)）（寫出一條即可）
（4）如果要驗(yàn)證猜想②，應(yīng)該如何操作？將長(zhǎng)度、寬度、厚度都相同，而材料不同的紙條折成相同的形狀，放在裝置上，在紙條兩端距中點(diǎn)（支點(diǎn)）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(shù)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(shù)．

Answer 1

分析 （1）由日常生活中的經(jīng)驗(yàn)可知，物體承受的壓力與物體的形狀、材料等因素有關(guān)，因此研究物體承受壓力的能力時(shí)要用到控制變量法．
（2）物體承受壓力大小的能力在此題中是通過(guò)火柴盒中火柴棍的多少來(lái)體現(xiàn)的．
（3）根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，也就是火柴棍的數(shù)目，即可得出結(jié)論；
（4）根據(jù)控制變量法的思想，要研究物體承受的壓力與物體的材料的關(guān)系，就要讓被研究的兩個(gè)物體除了材料不同外，讓其余的幾個(gè)因素都相同．

解答 解：（1）利用控制變量法的思想，可以確定研究物體承受的壓力與物體的形狀有關(guān)時(shí)，要控制其它量相同；因此，選取長(zhǎng)、寬、厚和材料相同的紙條；
（2）實(shí)驗(yàn)中根據(jù)火柴盒中火柴棒的數(shù)目多少來(lái)判斷紙條承受壓力的能力；
（3）由表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)物體的形狀為圓弧形時(shí)，兩端懸掛的火柴棒的數(shù)目最多，所以圓弧形狀的物體能夠承受的壓力最大；
（4）在保證形狀相同的前提下，還要讓它們的長(zhǎng)度、寬度、厚度都相同，因?yàn)檫@幾個(gè)方面也能影響物體承受壓力的程度，重復(fù)上面實(shí)驗(yàn)即可，通過(guò)火柴盒中火柴的數(shù)量多少關(guān)系得出結(jié)論．
故答案為：
（1）長(zhǎng)、寬、厚和材料相同；
（2）紙條被壓彎時(shí)火柴盒內(nèi)火柴棒的根數(shù)；
（3）圓弧形承受的壓力最大（或物體承受的壓力與形狀有關(guān)）；
（4）將長(zhǎng)度、寬度、厚度都相同，而材料不同的紙條折成相同的形狀，放在裝置上，在紙條兩端距中點(diǎn)（支點(diǎn)）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(shù)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(shù)．

點(diǎn)評(píng) 此題是一個(gè)探究題，它探究的問(wèn)題在課本上找不到對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，但根據(jù)學(xué)過(guò)的研究方法，可以解決這個(gè)問(wèn)題．題目的難點(diǎn)在于舉實(shí)例．