题目内容

某同学通过实验研究圆柱体对水平面的压力作用效果与哪些因素有关，该同学选用若干个高度相同，不同材料组成的实心柱体竖直放置在同一水平细沙面上进行了三组实验，实验现象如图所示，发现每一组沙面的凹陷程度相同，而各组却不同．（已知ρ铜＞ρ铁＞ρ铝）

（1）实验中可以通过

圆柱体陷入沙子的深度

来显示压力的作用效果．
（2）分析图（a）或（b）或（c），你认为该同学想研究压力作用效果与

受力面积

的关系，从现象及相关条件可归纳得出的初步结论是：

当圆柱体的密度和高度相同时，圆柱体对水平面的压力作用效果与受力面积无关

．
（3）分析图（a）和（b）和（c），你认为该同学想研究压力作用效果与

圆柱体密度

的关系，从现象及相关条件可知：

当圆柱体的高度相同时，圆柱体密度越大，对水平面的压力作用效果越显著

．

分析：本实验中，压力的作用效果是通过观察细沙的凹陷程度来反映出来的．压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，在研究时应控制其中的一个量不变，只改变其中的一个量来观察作用效果的情况，也就是利用控制变量法来进行探究．

解答：解：（1）实验中可以通过圆柱体陷入沙子的深度（或沙面的凹陷程度）来显示压力的作用效果．
（2）分析图（a）或（b）或（c），圆柱体的材料和高度都相同，只有受力面积不同，因此探究的是压力作用效果与受力面积大小的关系，由实验现象可以看出：压力作用效果与受力面积大小无关．
（3）分析图（a）和（b）和（c），圆柱体的高度相同，材料的密度不同，因此探究的是压力作用效果与材料密度的关系，由实验现象可以看出：压力的作用效果和圆柱体密度有关，当圆柱体的高度相同时，圆柱体密度越大，对水平面的压力作用效果越显著．
故答案为：（1）圆柱体陷入沙子的深度；
（2）受力面积；当圆柱体的密度和高度相同时，圆柱体对水平面的压力作用效果与受力面积无关；
（3）圆柱体密度；当圆柱体的高度相同时，圆柱体密度越大，对水平面的压力作用效果越显著．

点评：解决此题要熟知压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，再根据控制变量法的思想，进一步比较每次实验中压力和受力面积的大小关系，进而得出有说服力的结论．