题目内容

在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,某同学做了如图所示的实验.比较实验的甲、乙两图可得压力的作用效果与       有关;比较乙、丙两图可得压力的作用效果与       有关.
探究:足球击墙的压强有多大
小明是个足球迷,周末又邀请他的朋友一起到足球场上“驰骋沙场”.身为前锋的小明抓住一个机会,侧身抽射,可惜的是,由于求胜心切,球偏了,撞在护栏的广告牌子上,广告牌子不停地颤动起来.小明想:飞行中的足球对护栏所产生的压强一定非常大,如何测量这个压强值呢?
要测压强,需要测                 .由于这个过程中是在瞬息之间完成的,测出这两个物理量的大小成为本次探究成功与否的关键.
(1)用白纸描出足球在广告牌上留下的印迹大小;
(2)借助刻度尺测出印迹的半径r,算出圆周面积S=        
(3)将留有印迹的白纸放在台秤上,将球放在台秤的上方,用手下压使球发生变形,直至球面与印迹     .读出台秤的示数为m,计算对应的压力为     ,这就是压力的大小.
(4)计算p=    =    
压力大小;受力面积大小;压力大小;受力面积大小;πr2;重合;mg;

试题分析:(1)在探究影响压力作用效果因素的实验中要采用控制变量法.
(2)本实验的原理是:利用刻度尺测出足球对广告牌的受力面积,用台秤测出使足球发生相同形变时的压力对应的质量,求出压力的大小,根据P=测出足球击墙的压强.
解:观察甲、乙两图可以发现:受力面积相同时,改变压力的大小,细沙的形变程度不同,说明了压力的作用效果与压力的大小有关;观察乙、丙两图可以发现:压力相同时,细沙的受力面积不同,形变程度不同,说明了压力的作用效果与受力面积有关.
根据实验原理可知:要测压强,需要测压力大小与受力面积大小;
(1)根据圆周面积算出足球印迹广告牌的受力面积S=πr2
(2)用台秤测出使足球发生相同形变时的压力对应的质量,计算对应的压力mg;
(3)计算出足球对广告牌的压强:P==
点评:本题考查了影响压力作用效果因素的实验,探究时要采用控制变量法;控制变量法是初中物理使用最多的探究方法,需要好好掌握
练习册系列答案
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进一步探究:
晓丽想要探究“气体分子对器壁的压强规律”,她首先做了如下实验:
如图,将托盘天平的左盘扣在支架上,调节天平平衡后,将一袋绿豆源源不断地从同一高处撒到左盘上,发现天平指针偏转并保持一定角度,左盘受到一个持续的压力.
容器中气体分子碰撞器壁的现象与上述实验现象十分相似.可见,容器中大量气体分子不断碰撞器壁时也会产生一个持续的压力,而     面积上所受的压力就是气体分子对器壁的压强.
(1)上述过程中运用的科学方法主要有     法.
(2)气体分子对器壁的压强与哪些因素有关呢?
①晓丽对该问题进行了如下简化:
a、容器为长方体;
b、容器中的气体分子不发生相互碰撞;
c、容器中气体分子分为6等份,每一等份中所有气体分子均与器壁的一个内表面垂直碰撞;
d、所有气体分子的速度均等于它们的平均速度v;
e、所有气体分子与器壁的碰撞均为完全弹性碰撞(详见②中“c”).
②已知每个气体分子的质量为m,单位体积中的气体分子个数为n0.晓丽推导出了气体分子的数学表达式.她的推导过程如下:(请将推导过程填写完整)
a、单位体积垂直碰撞到任一器壁的气体分子数n=     
b、△t时间内垂直碰撞到某一器壁△S面积上的平均分子数△N=       
c、由于是完全碰撞,因此△S面积上所受的平均压力F与△t的乘积为:F△t=△N?2mv;
d、气体分子对器壁的压强公式为:P=      

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