Question

【题目】在“探究实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关”的实验中，某中学一小组的同学们认为此压强跟圆柱体的密度ρ、高度h、圆柱体底面积S是有关的，但有怎样的关系看法不同.于是，在老师的帮助下，小组的同学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料，制成高度和横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验，测出实心圆柱体竖直放置时（如图所示）对水平桌面上海绵的压下深度，实验记录见下表.


（1）该小组同学是通过来判断压强大小的.
（2）分析实验1、2或4、5可以得出：当圆柱体的材料密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的.
（3）分析可以得出，当圆柱体的密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关.
（4）此探究过程用到的科学探究方法有、 .
（5）实验结束之后，同学们在老师的指导下，以某一合金甲圆柱体为研究对象，推导它对海绵的压强大小的表达式（已知合金的密度为ρ，长方体铁块的高度为h，底面积为S）.表达式为 .
（6）上面推导出的表达式（选填“能”或“不能”）应用于各类固体的压强的计算.

Answer 1

【答案】
（1）海绵被压下深度
（2）高度
（3）“2、3”或“5、6”
（4）控制变量法,转换法
（5）p=ρgh
（6）不能
【解析】（1）由题意可知，该小组同学是通过海绵被压下深度来判断压强大小的，这是转换法的运用；
（2）分析实验1、2或4、5可以看出，圆柱体的材料密度相同，高度不同，对水平面的压强不同，故可得出结论：当圆柱体的材料密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的高度有关；
（3）当圆柱体的密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关，要求圆柱体的密度相同，对水平面的压强也相同，而底面积必须不同，故序号 2、3或5、6符合要求；
（4）此探究过程用到的科学探究方法有控制变量法、转换法；
（5）已知合金的密度为ρ，长方体铁块的高度为h，底面积为S，由压强的公式推导过程为： ；
（6）从实验条件可以看出p=ρgh这一公式只适用于质量分布均匀的实心柱状物体，不能应用于各类固体的压强的计算.
故答案为：（1）海绵被压下的深度 ； （2）高度；（3）2、3或5、6 ；（4）控制变量法、转换法； （5）p=ρgh ； （6）不能.
（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法；
（2）当圆柱体的材料密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的高度有关，由实验数据进行分析；
（3）理解控制变量法实质，实心圆柱体对水平面的压强也相同，而底面积必须不同，故序号 2、3或5、6符合要求；
（4）实验运用了控制变量法和转化法；
（5）已知合金的密度为ρ，长方体铁块的高度为h，底面积为S，由固体压强公式进行推导；
（6）p=ρgh这一公式只适用于质量分布均匀的实心柱状物体，即密度均匀、上下等粗的柱体.