题目内容
【题目】在探究压力的作用效果与受力面积、压力大小的实验中,小刚利用规格相同的两块海绵(海绵的面积小于书本的面积)及相同的三本字典,设计了如下实验:
图(a)海绵平放在桌面上;图(b)海绵上平放一本字典;图(c)海绵上叠放两 本字典;(d)海棉上立放一本字典;图(e)一本字典平放在桌面上.
(1)实验中,小刚是根据______来比较压力的作用效果;下列实验中,也采用这种研究方法的是______;
A.用压强计两管中液面的高度差,比较液体内部压强的大小
B.牛顿对大量的实验事实进行深入研究,总结出牛顿第一定律
C.在研究滑动摩擦力与压力大小的关系时,控制接触面的粗糙程度相同
(2)通过实验图(b)、(c),可以得出结论:______;
(3)通过观察比较图______后得出:在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(4)设图(b)中字典对海绵的压强是pb,图(e)中字典对桌面的压强是pe,则pb______pe(选填“大于”、“等于”或“小于”),原因是__________________;
(5)小明同学想测量物理课本平放在水平桌面上时产生的压强,请你帮小明完成实验步骤:
A.用______直接测出物理课本的重力为G;
B.用刻度尺分别测出物理课本的长a和宽b;
C.则物理课本平放在水平桌面上时,产生的压强p=_____.(用测得的物理量表示)
【答案】 海绵的形变程度 A 在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 bd 大于 由于压力相同,b的受力面积较小 弹簧测力计 G/ab
【解析】(1)力可以改变海绵的形状,通过海绵形变程度表示压力作用效果大小,这里采用的研究方法是转换法;
A、用压强计两管中液面的高度差,比较液体内部压强的大小,所用的研究方法是转换法,符合题意;
B、牛顿对大量的实验事实进行深入研究,总结出牛顿第一定律,所用的研究方法是实验推理法,不符合题意;
C、在研究滑动摩擦力与压力大小的关系时,控制接触面的粗糙程度相同,所用的研究方法是控制变量法,不符合题意;故选:A;
(2)分析比较图(b)和(c)的实验现象可知,两图的受力面积大小不变,压力大小不同,海绵的形变程度不同,且压力越大,海绵的形变程度越大,故可得结论:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)要探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应控制压力大小不变,改变受力面积的大小,由图可知(b)、(d)两图符合;
(4)(b)、(e)两图中,字典的压力相同,b图中字典压在海绵上,受力面积是海绵的面积;e图中字典压在桌面上,受力面积是字典的面积,因为海绵的面积小于字典的面积,所以图(b)中字典对海绵的压强是pb大于图(e)中字典对桌面的压强是pe ;
(5)实验器材:弹簧测力计、细线、刻度尺。
实验步骤:①用细线把物理课本捆起来,通过细线把课本挂在弹簧测力计的挂钩
上,测出课本的重力G;
②用刻度尺测出物理课本平放时,与桌面接触的面的长度a,宽度b;
③求出课本的面积.由压强公式求出压强。
求压强:课本与水平桌面的接触面积S=ab,课本对桌面的压力F=G,课本对桌面的压强p=F/S=G/ab。