Question

17．甲、乙两组同学在“探究放在水平地面上的物体对地面的压力作用效果与哪些因素有关”，他们用了底面积为圆形的不同物体若干、相同的细沙进行实验探究．在实验过程中，他们用不同的物体来改变对水平地面的压力，并用细沙的凹陷程度来反映压力的作用效果．他们仔细观察、比较细沙的凹陷程度，发现甲或乙每组实验细沙的凹陷程度相同，而各组却不同，甲组实验中细沙的凹陷程度比乙组大，实验数据如表所示．

小组	实验 序号	F （牛）	S （厘米2）	小组	实验 序号	F （牛）	S （厘米2）
甲	1	2.0	0.05	乙	6	2.0	0.1
	2	4.0	0.1		7	4.0	0.2
	3	8.0	0.2		8	12.0	0.6
	4	12.0	0.3		9	16.0	0.8
	5	32.0	0.8		10	24.0	1.2

（1）分析比较实验序号1与6或2与7或4与8等数据中F和S的关系及相关条件，可得出的初步结论是：当放在水平地面上的物体对地面的压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显．
（2）分析比较实验序号2与6或3与7或5与9的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当放在水平地面上的物体的受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显．
（3）他们进一步综合分析甲、乙两组的相关数据，并交流与讨论得出：压力与受力面积的比值决定压力的作用效果．该值越大，压力的作用效果越明显．并请根据他们得到的结论完成上表的填写．
（4）乙组同学想利用已有的数据及相关条件，继续探究放在水平地面上的物体对地面的压力的作用效果与物体底面积形状是否有关，请在下表中填入拟进行实验的数据，以完成他们的研究目的．

实验 序号	/	F （牛）	S （厘米2）
1
2

Answer 1

分析 探究影响压力作用效果的因素应采用控制变量法，分析表中实验数据及现象，根据实验所控制的变量与实验现象，从而得出实验结论．

解答 解：（1）分析比较实验序号1与6或2与7或4与8等数据中F和S的关系及相关条件，可以看出，压力相同，受力面积不同，最终的效果不同．因此可得出的初步结论是：当放在水平地面上的物体对地面的压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显．
（2）分析比较实验序号2与6或3与7或5与9的数据及观察到的现象，可以看出，受力面积相同，压力不同，最终的效果不同，故可得出的初步结论是：当放在水平地面上的物体的受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显．
（3）进一步综合分析甲、乙两组的相关数据，并交流与讨论可以得出：压力与受力面积的比值决定压力的作用效果．该值越大，压力的作用效果越明显．
根据表中数据，$\frac{2.0N}{0.1c{m}^{2}}$=…=$\frac{2.40N}{S}$，解得S=1.2cm²．
（4）要想探究放在水平地面上的物体对地面的压力的作用效果与物体底面积形状是否有关，应保持压力和受力面积相同，只改变底面积的形状，从而比较压力的作用效果．故拟进行实验的数据如下表所示．

实验 序号	底面积形状	F （牛）	S （厘米2）
1	圆形	6（数据可以据实际而不同）	6 （数据可以据实际而不同）
2	三角形	6（数据可以据实际而不同）	6（数据可以据实际而不同）
3	长方形	6（数据可以据实际而不同）	6（数据可以据实际而不同）
4	梯形	6（数据可以据实际而不同）	6（数据可以据实际而不同）

故答案为：（1）1与6或2与7或4与8．                                             
（2）当放在水平地面上的物体的受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显．
（3）压力与受力面积的比值；1.2．
（4）见上表（形状的设置，压力、面积的设置均可调整）．

点评 此题中被研究的量比较多，有材料的密度、圆柱体的高度、压力的大小等，因此在分析时一定要严格按控制变量法的要求来进行比较，找出符合要求的变量关系．这里值得特别关注的是，还有一个隐含的量并未在题目中出现，那就是圆柱体与水平地面的接触面积，其实这也在悄悄地发生着变化，值得我们去深入思考．