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．

序号	物体	底面积S/cm2	高度h/cm	海绵被压下深度/cm
1	合金甲圆柱体A	10	5	0.5
2	合金甲圆柱体B	10	10	1
3	合金甲圆柱体C	20	10	1
4	合金乙圆柱体A	10	5	1.5
5	合金乙圆柱体B	10	10	3
6	合金乙圆柱体C	20	10	3

（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有关．
（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】解：（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：p= = = = = =ρgh．（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）实验中，通过海绵的形变程度反映压力的作用效果，是转换法的运用；（2）分析实验1、2或4、5，找出控制量和变化时，再进一步确定压强大小与变化量的关系；（3）根据实验结论，确定符合题意的实验的序号；（4）本实验中用到了控制变量法和转换法；（5）根据压强的公式p= ，结合重力与压力的关系，可进行一推导得出压强的表达式；（6）根据实验中的条件可确定推导公式的适用范围．