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实验13 探究影响压力作用效果的因素

【设计和进行实验】
1.实验器材：形变显著的物体（如海绵、沙子、橡皮泥等）、小桌、砝码；
2.实验步骤：
第1步：在海绵上放一个小桌，观察图甲所示海绵被压陷的深浅；
第2步：在小桌子上方放一个砝码，再次观察海绵的凹陷深度，如图乙；
第3步：将小桌子倒置过来，桌面和海绵接触，放上砝码，然后再次观察海绵的凹陷深度，如图丙；

【分析与论证】
①甲、乙图中的受力面积相同，乙图中压力大于甲，乙图中海绵的凹陷程度大于甲，故可以得出结论：在受力面积相同时，压力越大，则压力的作用效果越明显。
②乙、丙两图中，压力大小相同，但是丙图中受力面积大，海绵的凹陷程度小一些，故可以得出结论：在压力一定时，受力面积越小，则压力的作用效果越明显；
【实验结论】
压力的作用效果与 压力大小 和 受力面积 有关：
①当 受力面积 一定时， 压力 越大，则压力的作用效果越明显；
②当 压力 一定时， 受力面积 越小，则压力的作用效果越明显。
【实验方法】
控制变量法：
①探究压力的作用效果与受力面积的关系：控制压力大小相等，改变受力面积大小，观察被压物体的形变程度。
②探究压力的作用效果与压力大小的关系：控制受力面积相等，改变压力的大小，观察被压物体的形变程度。
转换法：实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果。
【交流与讨论】
（1）实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生形变，实验现象明显，而木板不易发生形变，实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。
（2）实验中若压力大小、受力面积都不同，则不能探讨压力的作用效果与某一个变量之间的关系。例如将物体沿着竖直方向切割成大小不等的两块，每一块对海绵的压力作用效果都不变，这样不能得到压力的作用效果与受力面积活压力大小无关的结论。

（3）物理学中，为了比较压力的作用效果，引入压强这一物理概念。压强是表示压力作用效果的物理量，压力的作用越明显，则压强越大。

【例1】在探究影响压力作用效果的因素时，某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验.

甲 乙 丙
（1）该同学是通过 海绵的形变程度 来判断压强的大小的.
（2）比较 甲、乙 两图可得到的实验结论是:当受力面积一定时，压力越 大 ，压力的作用效果越明显.
（4）此实验 不能 （选填“能”或“不能”）用硬纸板代替海绵，原因是 效果不明显 .
（5）此实验中主要运用的科学探究方法有 控制变量法 和 转换法 .
（6）下列实例中，应用了（2）中所得结论的是 A ；应用了（3）中所得结论的是 BCDE .（填序号）
A.交通管理部门规定，货车每一车轴的平均承载质量不得超过10 t
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
C.书包的背带较宽
D.菜刀要经常磨一磨
E.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
【例2】在探究“压力的作用效果”时，某同学利用海绵和砖块等器材，进行了如图所示的实验．

（1）甲、乙、丙实验中，根据 海绵的形变程度 来比较压力的作用效果．
（2）通过甲、乙实验能够得到的结果是 在受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显 ．
（3）由实验甲、丙可知压力的作用效果与受力面积大小的关系，请举出生活中应用此知识的一个实例 书包背带做得扁而宽(或建房子要将地基打得较宽等) ．
（4）若将相同的砖块放在如图丁所示的木板上，比较图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系p丙 = p丁（选填“＞”“＜”或“＝”）．