Question

【題目】在“探究實心圓柱體對地面的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”的實驗中，某中學(xué)一小組的同學(xué)們認(rèn)為此壓強(qiáng)跟圓柱體的密度ρ、高度h、圓柱體底面積S是有關(guān)的，但有怎樣的關(guān)系看法不同。于是，在老師的幫助下，小組的同學(xué)們從實驗室里挑選了由不同密度的合金材料，制成高度和橫截面積不同、質(zhì)量分布均勻的實心圓柱體做實驗，測出實心圓柱體豎直放置時（如圖所示）對水平桌面上海綿的壓下深度，實驗記錄見下表。


（1）該小組同學(xué)是通過來判斷壓強(qiáng)大小的。
（2）分析實驗1、2或4、5可以得出：當(dāng)圓柱體的材料密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強(qiáng)與圓柱體的。
（3）分析可以得出，當(dāng)圓柱體的密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強(qiáng)與底面積無關(guān)。
（4）此探究過程用到的科學(xué)探究方法有、。
（5）實驗結(jié)束之后，同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下，以某一合金甲圓柱體為研究對象，推導(dǎo)它對海綿的壓強(qiáng)大小的表達(dá)式（已知合金的密度為ρ ， 長方體鐵塊的高度為h ， 底面積為S）。表達(dá)式為。
（6）上面推導(dǎo)出的表達(dá)式（選填“能”或“不能”）應(yīng)用于各類固體的壓強(qiáng)的計算。

Answer 1

【答案】
（1）海綿被壓下深度
（2）高度
（3）“2、3”/“5、6”
（4）控制變量法,轉(zhuǎn)換法
（5）p=ρgh
（6）不能
【解析】

該小組同學(xué)是根據(jù)海綿的凹陷程度來判斷壓強(qiáng)大小的，凹陷程度越明顯，壓強(qiáng)越大。分析實驗1、2或4、5可以看出，圓柱體材料密度相同，底面積相同，高度不同，對水平面的壓強(qiáng)不同，所以可得出結(jié)論：當(dāng)圓柱體的材料密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強(qiáng)與圓柱體的高度有關(guān)。要驗證實心圓柱體對水平地面的壓強(qiáng)與底面積無關(guān)，要控制圓柱體的密度相同，對水平面的壓強(qiáng)相同，而底面積不同，故“2 、3”或“5 、6”符合要求。此探究過程為了探究壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)用到的科學(xué)探究方法是控制變量法，用海綿的凹陷程度反映壓強(qiáng)的大小用到的是轉(zhuǎn)換法。

已知合金的密度為ρ，長方體鐵塊的高度為h，底面積為S，由壓強(qiáng)公式可得： 。

從實驗條件可以看出p=ρgh這一公式只適用于質(zhì)量分布均勻的實心柱狀物體，不能應(yīng)用于各類固體的壓強(qiáng)的計算。

故答案為：海綿被壓下深度；高度；“2、3”/“5、6”；控制變量法、轉(zhuǎn)換法；p=ρgh；不能。

海綿下陷的程度可以反映物體壓力作用的效果，只改變高度，效果改變，說明壓力的作用效果與高度有關(guān)；多因素問題用控制變量法來研究，間接的觀察了壓力的作用效果，所以還有轉(zhuǎn)換法；利用壓強(qiáng)公式可以推導(dǎo)出表達(dá)式；公式的應(yīng)用是有條件的，故不能。