初中物理总复习实验专题实验08探究影响压力的作用效果的因素

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第1页 共8页 实验08 探究影响压力的作用效果的因素

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01、如图01所示，在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小明和小华利用所提供的器材

（小桌、海棉、砝码、木板）设计了图a、b两个实验，通过观察图a、b后得出“压力一定时，受力面积

越小，压力的作用效果越明显”的结论。此后小华把小桌挪放到一块木板上，发现小桌对木板的压力效果

不够明显，图c所示.通过对图a、c的比较又得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越不明显”的结论.

图 01

请你根据已学过的压强知识分析： （1）小明和小华是根据 的现象来比较压力的作用效果的； （2）造成前后两个结论不一致的原因是 ；

（3）设图b中小桌对海棉的压强是P

b，图c中小桌对木板的压强是P

c，则Pb P

c（选填“小于”、

“等于”、“大于”）；

（4）比较图b和图c可知，根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的条件是： .

02、如图02所示，为了探究压强可能与受力面积和压力的大小有关，小刚找到了下面器材：规格相同的

两块海绵、三本字典，设计了下面的实验：图a海绵平放在桌面上；图b海面上平放一本字典；图c海绵

上叠放两本字典；图d海棉上立放一本字典；图e一本字典平放在桌面上。

图 02

（1）通过实验图a和图b，可以得出：力能使物体发生 ，小刚是根据

的现象来比较压强的；

（2）通过实验图b和图c，可以得出：在 一定时， 越大，压强越大； （3）通过观察图 和图 后得出：在压力一定时，受力面积越小，压强越大；

（4）设图b中字典对海绵的压强是p

b，图e中字典对桌面的压强是p

e，比较pb p

e（选填“小于”、

“等于”、“大于”）。

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第2页 共8页 03、在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中，小邹同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖

块做了如图03所示的一系列实验，请仔细观察，并分析回答下列问题：

03 （1）压力的作用效果的大小是通过比较海绵的 程度来确定。 （2）分析比较图乙和丙的实验现象，可以得出结论： 。

（3）分析比较图 的实验现象，可得出结论：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越显著．

（4）进一步综合分析图甲、乙、丙和丁的实验现象，并归纳得出结论： 。

04、在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中，小明同学利用小桌、砝码、泡沫塑料等器材设计了

如图04所示的几个实验：

（1）在实验中，小明同学是通过观察泡沫塑料的 来比较压力作用效果的;

（2）图中 两个实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的； 两个实

验是用来研究压力的作用效果与压力是否有关的;

（3）在物理学中，用 来表示压力的作用效果.

图 04 图 05

05、高度相同的实心圆柱体A、正方体B和长方体C铁块按如图05所示放在水平桌面上．已知正方体铁块

最重，长方体铁块底面积最小．针对“这三铁块对桌面的压强哪一块最大”的问题，同学们提出了以下三

种猜想：

猜想一：正方体铁块最重，所以它对桌面的压强最大．

猜想二：长方体铁块的底面积最小，所以它对桌面的压强最大．

猜想三：三铁块高度相同，所以三铁块对桌面的压强一样大．

（1）以图中的长方体C为研究对象，推导它对桌面的压强大小的表达式（已知铁的密度为ρ，长方体铁

块的高度为h，底面积为S）．根据表达式判断上述哪一个猜想是正确的．

（2）利用细砂等简易器材，设计一个实验粗略验证这种猜想的正确性（简要写出实验步骤及判断方法）．

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第3页 共8页 06、硬度是衡量材料软硬程度的物理量。硬度的大小可以用如图06所示的方法进行测试：选择规定的淬

火钢球，给它加载压力F，将它压到被测试的材料表面，保持规定的时间后卸载压力，就会在材料表面留

下凹形压痕。如果用S

凹表示凹形压痕的面积，用H表示材料的硬度，某次实验中对一些材料的测试数据如下：

材料 F/N S

凹/mm2 H/(N/mm2)

a 10000 100 100 b 10000 200 50

c 20000 100 200

d 15000 150 100

e 7500 25

（1）硬度的定义为：在凹形压痕单位面积上所承受的 。可以用公式 来表示。

（2）请将表格数据填写完整，a、b、c、d四种材料的F－S

凹图像如图07所示，其中表示材料d硬度的图

线是 。

图 06 图 07 图 08

07、小芳同学观察到许多建筑材料的截面多是V型或U型，引起了她的好奇心。

【提出问题】物体承受的压力与那些因素有关？

【猜想与假设】

猜想一：物体承受的压力与物体的形状有关。

猜想二：物体承受的压力与物体的材料有关。

于是小芳利用如图08所示的装置，选取了纸条、细线、火柴盒和若干火柴棒，对猜想一进行实验探

究。

【进行实验与收集数据】

（1）选取材料和长、宽、厚相同的纸条若干。

（2）将一张纸条折成V型，放在装置上，在纸条两端距中点（支点）相同距离处，各挂一相同的火柴盒，

在两端火柴盒逐渐增加数量 的火柴棒，直到纸条被压弯为止，记录一端火柴盒中火柴棒的根数。 （3）将纸条折成U型、圆弧形，重复步骤（2）；

（4）更换纸条将以上实验再做两次。实验数据如下表所示：

实验序号 V形 U型 圆弧形

1 46 36 75

2 43 32 63

3 45 35 83

【分析与论证】

分析实验数据，可以得出的结论是（写出一条即可）（与形状有关、弧形最大）

【交流与合作】

（1）生产、生活和建筑中利用物体形状影响其承受压力的事例很多，如巨大的铁桥中多处使用了U型钢

材。请你举出一个利用V型或圆形结构的实例 。

（2）若要探究猜想二，实验中应使所选物体的 和 相同。 ECNU LEX

第4页 共8页 08、为了探究压力的作用效果与哪些因素有关，小丽同学用控制变量法做了如图09所示实验：

a、一块砖平放在泡沫塑料上 b、两块砖叠放在泡沫塑料上 c、一块砖竖放在泡沫塑上

图 09 （1）观察比较a、b的情况可知压力的作用效果与 有关； （2）比较图(a)、(c)的情况可知压力作用的效果与 有关。用控制变量法还可探究 实验。(只填一个)

09、同学们在学校体育馆进行排球训练时，班级“物理实践活动小组”的同学准备测量排球被击打落地后

形变最大时对地板的压强，如图10所示．

（1）写出该测量的实验原理以及需要使用的主要实验器材．

（2）请你设计该测量的实验过程．

图 10

（3）为了使测量的误差较小，你建议同学们在实验过程中应注意什么问题．（写出一条即可）

10、小明同学为探究压力的作用效果与哪些因素有关时，用了完全相同的四块砖和完全相同的三块海绵，

做了如图11所示的三个实验。

图 11

（1）该探究实验用到的实验方法是 。

（2）观察三个实验，比较甲图和 图所示实验，说明：受力面积相同时，压力越大，压力

的作用效果越明显。

（3）观察三个实验，比较甲图和丙图所示实验，说明： 相同时， 越小，

压力的作用效果越明显。 ECNU LEX

第5页 共8页 11、“端午节”吃完了咸鸭蛋，王聪同学将几个蛋壳按不同方式放置在桌面上拍打，发现有的蛋壳“脆弱”，

有的蛋壳“坚硬”。他想蛋壳能够承受压力的大小与什么因素有关呢？于是找来了一张大的纸板模拟蛋壳

进行探究。作出以下猜想：

猜想1：纸板承受压力的大小可能与纸板的形状有关；

猜想2：纸板承受压力的大小可能与纸板的大小有关

图 12

图 13

为了验证猜想是否正确，王聪在这张大纸板上分别裁出两张大小为40cm×10cm的小纸板A、B和一张

大小为40cm×20cm的小纸板C,并准备了弹簧测力计、两个相同的木块、若干重物。设计了以下实验方案：

步骤一：将纸板A用两木块支撑起来，如图12甲所示，在中间不断增加重物，直到它塌下去，记录

此时重物的重力G

1；

步骤二：保持两木块的距离不变，将纸板B弯成拱形，如图12乙所示，在拱形纸板的上面不断增加

重物，直到它塌下去，记录此时中午的重力G

2；

步骤三：保持两木块的距离不变，将纸板C用两木块支撑起来，如图13丙所示，在纸板的中 间

不断增加重物，直到它塌下去，记录此时中午的重力G

3。

（1）比较数据发现G

2 >G

1，可以验证猜想 （选填写序号）是 （选填“正确”、“错误”）的。

利用上述结论，王聪对水库大坝的形状进行设计，设计的四种大坝形状俯视图如图2所示，请你把最合理

的设计图的字母标号填在括号内（ ）

（2）比较实验数据G

3与 可验证猜想2；

（3）王聪受步骤二现象的启发又提出新的猜想：

猜想3：拱形纸板承受压力的大小可能与拱形纸板拱起的程度有关。

为了验证猜想3，请你帮助王聪在上述操作的基础上继续设计实验方案：

步骤四：在这张大纸上再裁出 的小纸板D，

。在拱形纸板的上面不断增加重物，直

到它塌下去，记录此时中午的重力G

4；比较实验数据G

4与G

2的大小，可以验证猜想3.