题目内容

如图所示的三个高度相同的实心铁块放在水平桌面上,已知正方体铁块A最重,圆柱体铁块C的底面积最小.哪个铁块对桌面的压强最大呢?同学们提出了以下三种猜想:
猜想一:正方体铁块A最重,所以它对桌面的压强最大.
猜想二:圆柱体铁块C的底面积最小,所以它对桌面的压强最大.
猜想三:三个铁块的高度相同,所以它们对桌面的压强相等.
(1)以图中正方体铁块A为研究对象,推导它对桌面的压强大小的表达式,分析判断上述哪一猜想是正确的.(已知铁的密度为ρ,正方体铁块的高度为了h);压强表达式的推导:p=
ρgh
ρgh
.
分析判断:由上面压强的表达式推导过程可以判断猜想
C
C
是正确的.
(2)利用海绵或其它简易器材,设计一个实验粗略验证上面的猜想.(写出简要实验步骤)
取三块相同的海绵,轻轻将三个不同形状(正方体、长方体、圆柱体),但高度相同的铁块都竖直在海绵上,比较海绵凹陷的程度,可对猜想的正确性进行验证
取三块相同的海绵,轻轻将三个不同形状(正方体、长方体、圆柱体),但高度相同的铁块都竖直在海绵上,比较海绵凹陷的程度,可对猜想的正确性进行验证
.
分析:(1)根据压强公式进行推导:铁块放在水平面上,铁块对水平面的压力等于铁块的重力,根据重力和质量的关系展开求得p=ρgh;根据推导的固体压强公式,判断铁块对水平面压强的影响因素,最后判断哪个猜想是正确的.
(2)把三个铁块竖直放在海绵上,比较海绵的凹陷程度,验证猜想C.
解答:解:(1)铁块放在水平桌面上,F=G,
所以,p=
F
S
=
G
S
=
mg
S
=
ρVg
S
=
ρShg
S
=ρgh,
所以对桌面的压强大小的表达式为p=ρgh;
由公式p=ρgh知,正方体、长方体、圆柱体铁块竖直放在水平桌面上,对桌面压强大小跟铁块的高度和密度有关,故猜想C正确.
(2)取三块相同的海绵,轻轻将三个不同形状(正方体、长方体、圆柱体),但高度相同的铁块都竖直在海绵上,比较海绵凹陷的程度,可对猜想的正确性进行验证.
故答案为:
(1)ρgh;C;
(2)取三块相同的海绵,轻轻将三个不同形状(正方体、长方体、圆柱体),但高度相同的铁块都竖直在海绵上,比较海绵凹陷的程度,可对猜想的正确性进行验证.
点评:对于质地均匀,直上直下的规则固体,也可以采用p=ρgh 进行选择、填空,但是在计算题中要进行p=ρgh的推导,才能应用.
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