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”/“5、6”
（4）控制变量法,转换法
（5）p=ρgh
（6）不能
【解析】

该小组同学是根据海绵的凹陷程度来判断压强大小的，凹陷程度越明显，压强越大。分析实验1、2或4、5可以看出，圆柱体材料密度相同，底面积相同，高度不同，对水平面的压强不同，所以可得出结论：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。要验证实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关，要控制圆柱体的密度相同，对水平面的压强相同，而底面积不同，故“2 、3”或“5 、6”符合要求。此探究过程为了探究压强与哪些因素有关用到的科学探究方法是控制变量法，用海绵的凹陷程度反映压强的大小用到的是转换法。

已知合金的密度为ρ，长方体铁块的高度为h，底面积为S，由压强公式可得： 。

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：海绵被压下深度；高度；“2、3”/“5、6”；控制变量法、转换法；p=ρgh；不能。

海绵下陷的程度可以反映物体压力作用的效果，只改变高度，效果改变，说明压力的作用效果与高度有关；多因素问题用控制变量法来研究，间接的观察了压力的作用效果，所以还有转换法；利用压强公式可以推导出表达式；公式的应用是有条件的，故不能。