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實驗13 探究影響壓力作用效果的因素

【設計和進行實驗】
1.實驗器材：形變顯著的物體（如海綿、沙子、橡皮泥等）、小桌、砝碼；
2.實驗步驟：
第1步：在海綿上放一個小桌，觀察圖甲所示海綿被壓陷的深淺；
第2步：在小桌子上方放一個砝碼，再次觀察海綿的凹陷深度，如圖乙；
第3步：將小桌子倒置過來，桌面和海綿接觸，放上砝碼，然后再次觀察海綿的凹陷深度，如圖丙；

【分析與論證】
①甲、乙圖中的受力面積相同，乙圖中壓力大于甲，乙圖中海綿的凹陷程度大于甲，故可以得出結論：在受力面積相同時，壓力越大，則壓力的作用效果越明顯。
②乙、丙兩圖中，壓力大小相同，但是丙圖中受力面積大，海綿的凹陷程度小一些，故可以得出結論：在壓力一定時，受力面積越小，則壓力的作用效果越明顯；
【實驗結論】
壓力的作用效果與 壓力大小 和 受力面積 有關：
①當 受力面積 一定時， 壓力 越大，則壓力的作用效果越明顯；
②當 壓力 一定時， 受力面積 越小，則壓力的作用效果越明顯。
【實驗方法】
控制變量法：
①探究壓力的作用效果與受力面積的關系：控制壓力大小相等，改變受力面積大小，觀察被壓物體的形變程度。
②探究壓力的作用效果與壓力大小的關系：控制受力面積相等，改變壓力的大小，觀察被壓物體的形變程度。
轉(zhuǎn)換法：實驗中通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果。
【交流與討論】
（1）實驗中選擇海綿而不選擇木板的原因是海綿易發(fā)生形變，實驗現(xiàn)象明顯，而木板不易發(fā)生形變，實驗現(xiàn)象不明顯。實驗中可以用沙子、橡皮泥等代替海綿。
（2）實驗中若壓力大小、受力面積都不同，則不能探討壓力的作用效果與某一個變量之間的關系。例如將物體沿著豎直方向切割成大小不等的兩塊，每一塊對海綿的壓力作用效果都不變，這樣不能得到壓力的作用效果與受力面積活壓力大小無關的結論。

（3）物理學中，為了比較壓力的作用效果，引入壓強這一物理概念。壓強是表示壓力作用效果的物理量，壓力的作用越明顯，則壓強越大。

【例1】在探究影響壓力作用效果的因素時，某同學利用小桌、海綿和砝碼等器材進行了如圖所示的實驗.

甲 乙 丙
（1）該同學是通過 海綿的形變程度 來判斷壓強的大小的.
（2）比較 甲、乙 兩圖可得到的實驗結論是:當受力面積一定時，壓力越 大 ，壓力的作用效果越明顯.
（4）此實驗 不能 （選填“能”或“不能”）用硬紙板代替海綿，原因是 效果不明顯 .
（5）此實驗中主要運用的科學探究方法有 控制變量法 和 轉(zhuǎn)換法 .
（6）下列實例中，應用了（2）中所得結論的是 A ；應用了（3）中所得結論的是 BCDE .（填序號）
A.交通管理部門規(guī)定，貨車每一車軸的平均承載質(zhì)量不得超過10 t
B.小小的蚊子能輕而易舉地用口器把皮膚刺破
C.書包的背帶較寬
D.菜刀要經(jīng)常磨一磨
E.啄木鳥有個堅硬而細長的喙
【例2】在探究“壓力的作用效果”時，某同學利用海綿和磚塊等器材，進行了如圖所示的實驗．

（1）甲、乙、丙實驗中，根據(jù) 海綿的形變程度 來比較壓力的作用效果．
（2）通過甲、乙實驗能夠得到的結果是 在受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯 ．
（3）由實驗甲、丙可知壓力的作用效果與受力面積大小的關系，請舉出生活中應用此知識的一個實例 書包背帶做得扁而寬(或建房子要將地基打得較寬等) ．
（4）若將相同的磚塊放在如圖丁所示的木板上，比較圖丙中海綿受到的壓強p丙和圖丁中木板受到的壓強p丁的大小關系p丙 = p丁（選填“＞”“＜”或“＝”）．