题目内容
16.在某校的物理兴趣小组中,甲、乙、丙三位同学通过实验“探究质地均匀的圆柱体对水平面的压强与哪些因素有关”.他们都认为此压强跟圆柱体的密度ρ有关,但不确定是否跟圆柱体的高度和横截面积有关.于是,三位同学各自从实验室里挑选出由同种材料制成的圆柱体做实验,并用仪器测出压强的大小,表一、表二、表三依次为甲、乙、丙三位同学的实验数据记录表.表一
| 序号 | 圆柱体高度 (m) | 圆柱体横截面积 (m2) | 水平面受到的压强 (Pa) |
| 1 | 3.0×10-1 | 2.5×10-3 | 1.8×104 |
| 2 | 2.0×10-1 | 5.0×10-3 | 1.2×104 |
| 3 | 1.0×10-1 | 7.5×10-3 | 0.6×104 |
| 序号 | 圆柱体高度 (m) | 圆柱体横截面积 (m2) | 水平面受到的压强 (Pa) |
| 4 | 1.0×10-1 | 2.5×10-3 | 0.6×104 |
| 5 | 1.0×10-1 | 5.0×10-3 | 0.6×104 |
| 6 | 1.0×10-1 | 7.5×10-3 | 0.6×104 |
| 序号 | 圆柱体高度 (m) | 圆柱体横截面积 (m2) | 水平面受到的压强 (Pa) |
| 7 | 1.0×10-1 | 5.0×10-3 | 0.6×104 |
| 8 | 2.0×10-1 | 5.0×10-3 | 1.2×104 |
| 9 | 3.0×10-1 | 5.0×10-3 | 1.8×104 |
(2)分析表二中的实验数据,可得出结论:同一种材料制成的高度相同的圆柱体,对水平面的压强与横截面积大小无关.
(3)分析表三中的实验数据,可得出结论:同一种材料制成的横截面积相同的圆柱体,高度越高,对水平面的压强越大.
分析 (1)探究实心圆柱体对水平地面压强跟高度的关系,控制材料和横截面积不变;
(2)表二中圆柱体的材料和高度不变,横截面积在变,根据得出的压强的关系,可得出结论;
(3)表三中圆柱体的高度越来越大,材料和横截面积都不变,根据得出的压强的关系,可得出结论.
解答 解:(1)从表一中不能得出圆柱体对水平面的压强跟圆柱体的高度h有关,且与h成正比的结论,因为没有保持横截面积不变;
(2)从表二中可以看出,同一种材料制成的高度相同的圆柱体,对水平面的压强与横截面积大小无关;
(3)从表三中可以看出,同一种材料制成的横截面积相同的圆柱体,高度越高,对水平面的压强越大.
故答案为:(1)不能;在研究圆柱体对水平面的压强与圆柱体高度是否有关时,应控制圆柱体的横截面积大小不变;
(2)同一种材料制成的高度相同的圆柱体,对水平面的压强与横截面积大小无关;
(3)同一种材料制成的横截面积相同的圆柱体,高度越高,对水平面的压强越大.
点评 当猜想实心圆柱体对水平地面压强与底面积、材料密度、高度有关时,采用控制变量法和转换法,探究实心圆柱体对水平地面压强影响因素.
练习册系列答案
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4.为了研究由某种特殊材料制成的导体元件X的电学特性,小明和小华设计了如图所示实验电路,正确连线后,测得加在该元件两端的电压U与通过它的电流I,实验数据如表:
(1)分析数据可知,当时小明和小华是将导线的M端接在电流表的0.6A接线柱上的(选择“0.6A”或“3A”).

(2)根据实验数据,利用R=$\frac{U}{I}$可知,这种导体元件X的电阻会随电流的增大而减小.
分析表中的实验数据,小明和小华对I与U间的关系提出以下猜想:
猜想甲:通过导体元件X的电流可能与加在它两端的电压成正比.
猜想乙:通过导体元件X的电流可能与加在它两端的电压的平方成正比.
猜想丙:通过导体元件X的电流的平方可能与加在它两端的电压成正比.
(3)经分析与论证,你认为表中实验数据支持上述哪种猜想?
答:猜想乙.
| 电压U/V | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电流I/A | 0 | 0.02 | 0.08 | 0.18 | 0.32 | 0.5 |
(2)根据实验数据,利用R=$\frac{U}{I}$可知,这种导体元件X的电阻会随电流的增大而减小.
分析表中的实验数据,小明和小华对I与U间的关系提出以下猜想:
猜想甲:通过导体元件X的电流可能与加在它两端的电压成正比.
猜想乙:通过导体元件X的电流可能与加在它两端的电压的平方成正比.
猜想丙:通过导体元件X的电流的平方可能与加在它两端的电压成正比.
(3)经分析与论证,你认为表中实验数据支持上述哪种猜想?
答:猜想乙.
11.下雨天,小颖站在窗前看到对面人字形屋面上雨水在不停地流淌.
他想,雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢?他提出了三种猜想:
猜想1:雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关;
猜想2:雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关.
猜想3:雨水流淌的时间可能与屋面的材料有关.
(1)为了验证猜想是否正确,他设计了一个如图甲所示的装置(倾角α可调),用小球模拟雨滴进行了如下探究:

①保持斜面倾角α不变,换用不同质量的小球,让它们分别从斜面的顶端由静止释放,测出每次小球通过斜面的时间.如表一.小颖经过分析得出的结论是:在保持斜面的材料与倾角α不变时,不同质量的小球下滑时间相同.(在保持斜面的材料与倾角α不变时,小球下滑时间相同与质量无关.).
表一
②不改变底边的长度,多次改变倾角α,让同一小球从斜面的顶端由静止释放(如图乙),测出每次每次小球通过斜面的时间,如表二.
表二
为了便于得出规律,请在图丙中大致作出t-α的图象.
小颖对上述数据进行了归纳分析,得出的结论是在不改变斜面底边长度与斜面的材料时,随着斜面倾角的不断增大,小球的下滑时间先减小后增大.
(2)请设计实验来探究雨水流淌的时间与屋面的材料的关系,简述你的实验方案.
简要做法:保持斜面的倾角α与斜面的长度不变,让小球在不同材料的斜面上下滑,记录小球在不同材料的斜面上下滑的时间;
判断方法:如下滑的时间相同,说明与斜面的材料无关,如都不相同说明与斜面的材料有关.
他想,雨水在屋面流淌的时间与哪些因素有关呢?他提出了三种猜想:
猜想1:雨水流淌的时间可能与雨水的质量有关;
猜想2:雨水流淌的时间可能与屋面的倾角有关.
猜想3:雨水流淌的时间可能与屋面的材料有关.
(1)为了验证猜想是否正确,他设计了一个如图甲所示的装置(倾角α可调),用小球模拟雨滴进行了如下探究:
①保持斜面倾角α不变,换用不同质量的小球,让它们分别从斜面的顶端由静止释放,测出每次小球通过斜面的时间.如表一.小颖经过分析得出的结论是:在保持斜面的材料与倾角α不变时,不同质量的小球下滑时间相同.(在保持斜面的材料与倾角α不变时,小球下滑时间相同与质量无关.).
表一
| 质量m/g | 3 | 6 | 8 | 12 | 20 |
| 时间t/s | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.7 | 1.7 |
表二
| 倾角α/° | 15 | 30 | 45 | 60 | 75 |
| 时间t/s | 1.9 | 1.6 | 1.2 | 1.6 | 1.9 |
小颖对上述数据进行了归纳分析,得出的结论是在不改变斜面底边长度与斜面的材料时,随着斜面倾角的不断增大,小球的下滑时间先减小后增大.
(2)请设计实验来探究雨水流淌的时间与屋面的材料的关系,简述你的实验方案.
简要做法:保持斜面的倾角α与斜面的长度不变,让小球在不同材料的斜面上下滑,记录小球在不同材料的斜面上下滑的时间;
判断方法:如下滑的时间相同,说明与斜面的材料无关,如都不相同说明与斜面的材料有关.
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| A. | 0.0375微米 | B. | 37.5微米 | C. | 0.075微米 | D. | 75微米 |