中考物理二轮复习核心素养提升专题09 物理探究实验（4）——压强浮力中的4个探究实验练习 （含解析）

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探究实验一：探究影响压力作用效果的因素
【设计实验】
1. 实验器材：形变显著的物体（如海绵、沙子等）、压力小桌、砝码；
2. 实验方法：
①转换法：压力的作用效果通过海绵发生的形变来体现。
②控制变量法：探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系，采用该法进行。
【进行实验与收集证据】
操作1：在海绵上放一个小桌，观察图甲所示海绵被压陷的深浅；
操作2：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；
操作3：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。
甲 乙 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显著。
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显著；
3. 实验结论
压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关。压力越大，受力面积越小，压力的作用效果越显著。
【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和压力大小无关的结论。

3. 实验中是把压力小桌放在海绵进行实验，为什么不能把压力小桌直接放在桌面上进行实验？因为压力小桌使桌面的形变效果不明显，无法比较压力的作用效果。
【例题1】在探究影响压力作用效果的因素时，小明同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验。

（1）该同学是通过 来判断压力作用效果的。
（2）比较 两图可得到的实验结论是：当受力面积一定时，压力越 ，压力的作用效果越显著。
（3）比较乙与丙两图可得到的实验结论是：当压力一定时， 。
（4）此实验 （选填“能”或“不能”）用硬纸板代替海绵，原因是 。
（5）此实验中主要运用的科学探究方法有 和 。
（6）下列实例中，应用了（2）中所得结论的是 ；应用了（3）中所得结论的是 （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. 载重汽车的轮子又多又宽
【答案】（1）海绵的凹陷程度；（2）甲、乙，大；（3）受力面积越小，压力的作用效果越显著。（4）不能，效果不明显；（5）控制变量法，转换法；（6）AE，BCD。
【解析】（1）该同学是通过海绵的形变程度来判断压力作用效果的。
（2）比较甲、乙两图，受力面积相同，压力不同。可得到的结论是：当受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越显著。
（3）比较乙与丙两图，压力相同，受力面积不同。可得到的结论是：当压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。
（4）此实验不能用硬纸板代替海绵，原因是硬纸板不容易发生形变，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与E；应用了（3）中所得结论的是BCD。
探究实验二：探究液体内部的压强
【提出问题】液体压强的大小可能与哪些因素有关？
【猜想与假设】
猜想1：潜水越深，需要的装备越坚固，液体压强的大小可能跟深度有关，且深度越大，压强越大。
猜想2：液体的压强是液体产生的，所以液体压强的大小还可能跟液体密度有关。
【设计实验】
1. 实验器材：U形管压强计、铁架台、透明深水槽、水、盐水、刻度尺等。

①实验前要检查装置的气密性：用手轻压金属盒上的橡皮膜，观察U型管中的液柱是否变化，若漏气，则两液柱始终相平。
②实验前U形管两边液面应调平：若橡皮管中有气体导致液面不相平，应拆除橡皮管重新安装。
2. 实验过程：
①保持U形管压强计探头在水中的深度不变，改变探头的方向，观察并记录U形管液面的高度差。
②控制液体的种类不变（水）、探头在水中的方向不变，逐渐改变探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差。
③把压强计的探头放入盐水中，控制探头的深度不变、在盐水中的方向不变，观察并记录U形管液面的高度差。
【进行实验与收集证据】
操作1：保持U形管压强计探头在水中的深度不变，改变探头的方向，分别沿水平向上、水平向下、沿竖直方向，观察并记录U形管液面的高度差，发现高度差相等。

操作2：保持液体的种类不变（水）、探头在水中的方向不变（水平向下），逐渐改变探头在水中的深度，观察并记录U形管液面的高度差，发现高度差随探头在水中的深度的增大而增大（图甲与乙）。
甲 乙 丙
操作3：把压强计的探头分别放入水、盐水中，控制深度相同、探头所对某一方向不变，观察并记录U形管液面的高度差，发现高度差在盐水中的大（图乙与丙）。
【分析与论证】
1. 由操作1可得出：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强相等。
2. 由操作2可得出：同种液体，液体内部的压强随深度的增加而增大。
3. 由操作3可得出：液体内部的压强跟液体密度有关。深度相同时，密度越大，液体内部的压强越大。
4. 实验结论：
①在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。
②深度越深，压强越大。
③液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同处，液体的密度越大，压强越大。
【交流与讨论】
1. 实验方法：
（1）转换法：通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。
（2）控制变量法：
①探究液体内部的压强与方向的关系：控制金属盒在同种液体的统一深度，改变金属盒的方向，观察U形管液面的高度差；
②探究液体内部压强与深度的关系：控制金属盒在同种液体中，金属盒方向不变，改变金属盒的深度，观察U形管液面的高度差；
③探究液体内部压强与液体密度的关系：控制金属盒在相同深度，金属盒方向不变，改变液体的种类，观察U形管液面的高度差.
2. U形管压强计只能定性比较压强的大小，不能测量压强的大小。
【例题2】如图所示为探究“影响液体内部压强的因素”的实验装置，图中各容器中的液面相平。
（1）实验前，首先应检查U形管压强计的 性是否良好。小明同学发现无论重压还是轻压橡皮膜，U形管两侧的液柱的高度均变化很小，说明该U形管压强计 。
（2）在使用压强计前，小华发现U形管内的水面已有高度差，则可通过 方法可以进行调节（填序号）。
①从U形管中向外倒出适量的水
②拆除软管重新安装
③向U形管中倒入适量的水
（3）U形管压强计是通过U形管 来显示橡皮膜所受压强大小的。
（4）比较图A、B和C，可以初步得出结论：同种液体，_____________。
（5）比较图C和图D，小红得出初步结论：液体内部的压强与液体密度有关，液体密度越大，压强越大。该结论 （选填“正确”或“错误”），理由是： 。
（6）该实验中用到的研究问题的科学方法有 和 。
（7）若图乙中U形管左侧液柱的高度为4 cm，右侧液柱的高度为7 cm，则U形管底部受到的液体的压强为 Pa。（ρ水=1.0×103 kg/m3，g=10 N/kg）
【答案】（1）气密，气密性较差；（2）②；（3）两侧液柱的高度差；（4）在同一深度处，液体向各个方向的压强相等；（5）错误，没有控制金属盒在液体中的深度相同；（6）控制变量法，转换法；（7）700。
【解析】（1）实验前，首先应检查U形管压强计的气密性是否良好。小明同学发现无论重压还是轻压橡皮膜，U形管两侧的液柱的高度均变化很小，说明该U形管压强计气密性较差。
（2）若在使用压强计前，发现U形管内的水面已有高度差，表明U形管的软管内部有气体，应该拆除软管重新安装。
（3）U形管压强计是通过U形管两侧液柱的高度差来显示橡皮膜所受压强大小的.
（4）比较图A、B和C，可以初步得出结论：同种液体，在同一深度处，液体向各个方向的压强相等。
（5）比较图C和图D，小红得出初步结论：液体内部的压强与液体密度有关，液体密度越大，压强越大。该结论错误。理由是没有控制金属盒在液体中的深度相同。
（6）该实验中用到的研究问题的科学方法有控制变量法和转换法。
（7）若图乙中U形管左侧液柱的高度为4 cm，右侧液柱的高度为7 cm，则U形管底部受到的液体的压强为
p水＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m＝700pa
探究实验三：探究影响浮力大小的因素
【猜想与假设】浮力的大小可能与物体排开液体的体积、液体的密度和物体浸没在液体中的深度有关。
【设计实验】
1.实验器材：弹簧测力计、物体（ρ物＞ρ液）、烧杯、水、盐水等；
弹簧测力计的使用：在使用前，需对弹簧测力沿竖直方向调零。
2. 测量浮力大小的原理：F浮=F1-F2（称重法）
称重法测浮力 探究影响浮力大小的因素 丙
【进行实验与收集证据】
1. 探究浮力的大小与浸没在液体中的深度的关系：
①测量物体在空气中的重力G=9N，如图①所示。
②把物体浸没在水中不同深度处，分别读出弹簧测力计的示数，如图③④所示；
③分别计算物体所受的浮力：
由①与③得F浮=1N；由①与④得F浮=1N
2. 探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系：
①逐渐增大物体浸在液体中的体积，分别读出弹簧测力计的示数，如图②③所示；
②计算出物体所受浮力：
由①与②得F浮=0.5N；由①与③得F浮=1N
3. 探究浮力的大小跟液体的密度的关系：
①把同一物体浸没在密度不同的液体中，分别读出弹簧测力计的示数，如图④⑤所示；
②计算出物体所受浮力：
由①与④得F浮=1N；由①与⑤得F浮=1.2N
【分析与论证】
1. 由①③④三组实验可知：物体所受的浮力与物体浸没在液体中的深度无关；
2. 由①②③三组实验可知：浮力的大小跟物体浸在液体的体积有关，同种液体，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大。
3. 由①④⑤三组实验可知：浮力的大小跟液体的密度有关，在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，浮力越大。
实验结论：
物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体密度越大，浮力就越大。
【交流与讨论】
1. 实验方法：主要是控制变量法的应用
①控制液体的密度不变，把同一个物体以不同体积浸入同种液体，探究浮力的大小与物体浸在液体中体积的关系；
②控制物体浸在液体中的体积不变，把同一物体让它分别浸没于不同液体中，探究浮力的大小与液体密度的关系；
③控制液体的密度及浸在液体中的体积不变，把同一物体让它分别浸没于相同液体的不同深度，探究浮力的大与物体浸在液体中的深度的关系。
2. 实验时烧杯中的液体要“适量”：物体浸没后液体不能溢出杯口，同时物体又能够浸没到液体中。
3. 探究浮力大小与物体形状的关系：
将形状不同、质量和密度相同的物体浸在同一液体中，控制物体排开液体的体积相同，比较物体所受浮力的大小。可得出物体所受浮力大小与物体的形状无关。
4. 探究浮力的大小与物体的密度的关系：
将体积相同的不同物体，浸没在同一液体中，比较物体所受的浮力大小。可得出物体所受浮力大小与物体的密度无关。
5. 物体的受力分析：
物体在空气中时受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力；物体在水中时受到竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F拉和竖直向上的浮力F浮。G=F拉+F浮。
6. 图像分析：
甲图为弹簧测力计的示数F示与物体的下表面浸入水中的深度h的关系，乙图为浮力F浮与与浸入深度h的关系。随着h的增大，F示先减小后不变，F浮先增大后不变（物体密度大于液体密度）。

【例题3】在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小明同学和他的小伙伴们做了如图所示的一系列实验。（ρ水=1.0×103 kg/m3）

（1）实验前，小明发现弹簧测力计的指针未指向零刻度线处，则接下来小明应进行的操作是 。
（2）物体的重力为 N，第③步实验中，物体所受的浮力为 N。
（3）该实验中，若将第①步和第③步的顺序调换一下，则测出的物体浸没在水中时所受的浮力将偏 。
（4）①②③三步实验是为了探究浮力的大小与 的关系，得出的初步结论是： 。
（5）分析①与③与④三步的实验数据，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度_____ （选填“无关”或“有关”）。
（6）此实验还探究了浮力的大小与 的关系，得出的初步结论是： 。
（7）同组的小张同学认为本实验中得出的实验结论不具有普遍性，为得到更具普遍性的结论，接下来他们应进行的操作是： 。
（8）如下图所示是小明同学绘制的当物体浸入水中时弹簧测力计的示数F随物体下表面到水面的距离h变化的关系图像，其中正确的是 。

（9）通过实验数据可知物体的密度为 kg/m3。
（10）通过实验数据可知盐水的密度为 kg/m3。
【答案】①对弹簧测力计进行校零；②9，1；③大；④物体排开液体的体积，液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；⑤无关；⑥液体密度，物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大；⑦更换不同的物体和液体进行多次实验；⑧B；（9）9.0×103；（10）1.2×103。
【解析】（1）实验前，小明发现弹簧测力计的指针未指向零刻度线处，则接下来小明应进行的操作是对弹簧测力计进行校零。
（2）物体的重力为G=9 N，第③步实验中，物体所受的浮力为F浮=G-F示= 1 N。
（3）实验中，若将第①步和第③步的顺序调换一下，则测出的物体的重力变大（物体沾水），根据F浮=G-F示可知，浸没在水中时所受的浮力将偏大。
（4）由①②③三步实验可知，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，是为了探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系，得出的初步结论是：液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。
（5）分析①与③与④三步的实验数据，同种液体，物体浸没在液体中的深度不同，浮力相等，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
（6）由①④⑤三步实验可知，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，是探究浮力的大小与液体密度的关系，得出的初步结论是：物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大。
（7）本实验中只用了一个物体两种液体通过实验得出结论，实验结论不具有普遍性，为得到更具普遍性的结论，应更换不同的物体和液体进行多次实验 。
（8）当物体刚浸入水中时，弹簧测力计的示数F随物体下表面到水面的距离h的变大而减小，浸没后不变，所以正确的是B。
（9）物体的质量： m＝ EQ \F(G物,g) = EQ \F(9N,10N/kg) ＝0.9kg
物体浸没在水中受到的浮力F浮= F1-F3=9N-8N=1N
排开水的体积： V排= EQ \F(F浮,ρ水g) = EQ \F(1N, 1.0×103 kg/m3×10N/kg) =10-4 m3
物体的体积： V物=10-4 m3
物体的密度：ρ＝ EQ \F(m,V) = EQ \F(0.9g, 10-4 m3) =9.0×103 kg/m3
（10）物体浸没在盐水中受到的浮力F浮= F1-F5=9N-7.8N=1.2N
排开盐水的体积： V排=10-4 m3
盐水的密度：ρ盐水= EQ \F(F浮, V排g) = EQ \F(1.2N, 10-4 m3×10N/kg) =1.2×103 kg/m3
探究实验四：探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
【提出问题】
通过前面的学习，我们知道，浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关。这一结论说明浮力的大小与什么力有关呢？
【猜想和假设】
液体的密度越大，物体排开液体的体积越大，则排开的液体受到的重力越大；另一方面，液体的密度越大，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。
浮力的大小跟排开液体所受的重力应该有一定的关系（可能相等）。
【设计实验】
1. 实验器材：弹簧测力计、物体（ρ物＞ρ液）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水；
2. 测量浮力的方法（称重法）：F浮= G- F拉；
测量排开液体所受重力的方法（溢水法）：G排= G总- G小桶

3. 实验过程（如下图所示）：
①用测力计分别测出物体所受重力G（F1）和小桶重力G桶（F2）。
②把物块浸入装满水的溢水杯中，同时用小桶收集物块所排开的水，读出弹簧测力计的示数F3，算出物块所受浮力F浮= F3- F1
③测出小桶和排开水的重力G总，计算出排开液体的的重力G排= F4- F2
④测量数据填入记录表，分析数据，得出结论。

【进行实验与收集证据】
1. 测出物体在空气中重力G=1.5N.
2. 测出空桶的重力G桶=1.2N.
3. 物体浸在水中时读出测力计的示数F '=0.5N
4. 测出小桶和排开的水的总重力G总=2.2N

5. 改变体积不同的金属块再做几次实验，把实验数据填入表格中。
6. 实验数据表格。
实验次数
物重G/N
物体在水中时
测力计示数F/N
浮力
F浮/N
桶与排出水
总重G总/N
空桶重
G桶/N
排开水重
G排/N
1
1.5
0.5
1.0
2.2
1.2
1.0
2
1.3
0.7
0.6
1.8
1.2
0.6
3
1.3
0.4
0.9
2.1
1.2
0.9

【分析与论证】
1. 由实验序号1，可以计算物体受到的浮力为：F浮= F- G=1.5N-0.5N=1N
排开液体所受的重力为：G排= G总- G桶=2.2N-1.2N=1N
可见：F浮= G排
分析实验序号2与3，也可得出上述结论。
2. 实验结论：
浸在液体中的物体，受到的浮力大小等于它排开的液体所受到的重力，用公式表示为F浮= G排
【交流与讨论】
1. 若先将物体放入水中测浮力，再测物体的重力，物体沾水所测重力偏大，则所测浮力偏大；
2. 先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力：所测桶沾水重力偏大，所测排开液体的重力偏小。
3. 物块在浸入前，水面要与溢水口相平，若水面不与溢水口相平，不会影响浮力的大小，但会导致排到小桶内的水小于物块排开的水的体积，最终导致得到物体所受浮力大于排开的液体所受重力的错误结论。
4. 实验中换用大小不同的物块，不同的液体，进行多次测量，是为了使实验结论更具有普遍性。
【例题4】 下列A、B、C、D四幅图是“探究物体所受浮力的大小与物体排开水所受重力的关系”的实验情景。请根据图示完成下面的填空。
A B C D
丙

（1）实验中所用圆柱体的重力为 N。
（2）在情景图B中存在的错误是 。
（3）纠正错误后，继续实验，在情景图C中圆柱体受到的浮力F浮= N。
（4）圆柱体排开的水所受的重力G排= N。
（5）实验结果表明：浸在水中的物体受到的浮力 （选填“小于”“大于”或“等于”）物体排开的水所受到的重力。
（6）纠正错误后圆柱体从刚接触水面到全部浸入水中，水对溢水杯底的压强 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”）。
（7）情景图C中，浸没在水中的物体在匀速下降的过程中，物体所受的浮力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（8）若不纠正情景图B中的错误，直接进行接下来的实验，则所测物体浸没时所受的浮力 ，所测物体排开水的重力 。（均选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
【答案】（1）4.2；（2）溢水杯未注满水（或水面未跟溢水杯杯口相平）；（3）1.2；（4）1.2；（5）等于；（6）保持不变；（7）不变；（8）不变，偏小。
【解析】（1）实验中所用圆柱体的重力为4.2N。
（2）在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水(或水面未跟溢水杯杯口相平)。
（3）纠正错误后，继续实验，在情景图C中圆柱体受到的浮力F浮= F- G=4.2N-3N=1.2N
（4）圆柱体排开的水所受的重力G排=1.8N-0.6N=1.2N。
（5）由（3）与（4）的实验结果，可得出：浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开的水所受到的重力。
（6）纠正错误后圆柱体从刚接触水面到全部浸入水中，水对溢水杯底的压强保持不变（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”）。
（7）情景图C中，浸没在水中的物体在匀速下降的过程中，物体所受的浮力不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（8）若不纠正情景图B中的错误，直接进行接下来的实验，会导致排到小桶内的水小于物块排开的水的体积，则所测物体浸没时所受的浮力不变，但是所测物体排开水的重力偏小。
综合练习
1．如图所示，在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
①甲、乙两次实验中，小桌对海绵的压力大小相等
②甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显
③甲、乙两次实验，说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关
④甲、乙两次实验，可通过对比海绵被压下的深浅来反映压力的作用效果
A．①②B．①②④C．①③④D．①②③④
【答案】D。
【解析】①甲、乙两次实验中，小桌对海绵的压力大小等于重力大小，故小桌对海绵的压力大小相等，故①正确；
②根据转换法，甲图中海绵的凹陷程度大，故甲图中，小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显，故②正确；
③甲、乙两次实验中压力相同，甲中受力面积小，压力作用效果明显，故说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关，故③正确；
④根据转换法，甲、乙两次实验，可通过对比海绵被压下的深浅来反映压力的作用效果，故④正确。
故选D。
2. 在探究影响压力作用效果的因素的实验中，甲图中小桌放在海绵上，乙图中在桌面上放一个砝码，丙图中桌面朝下，并在其上放一个同样的砝码。

（1）在三次实验中，均用海绵被压下的深浅，来显示小桌对______ 的压力作用效果。
（2）比较______ 两图可以初步得出实验结论：压力大小相同时，受力面积越大，压力作用效果越不明显。若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论，可以采取的措施是______ 。
下列事例中，直接应用该结论的是______ （填序号）。
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③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10t
【答案】（1）海绵；（2）乙、丙；取下丙图中的砝码；①。
【解析】（1）海绵受力时会发生形变，三次实验中，通过观察海绵凹陷程度来显示压力的作用效果，这种实验方法叫转换法。
（2）要得到‘压力大小相同时，受力面积越大，压力作用效果越不明显’的结论，应控制压力相同，受力面积不同，故图中乙、丙两组实验符合要求；
取下丙图中的砝码，通过比较甲、丙两图也得出压力大小相同时，受力面积越大，压力作用效果越不明显的实验结论；
（3）①有些课桌的边缘设计成圆弧形状，应用了“压力大小相同时，受力面积越大，压力作用效果越不明显”这一结论；故符合题意；
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度是利用了连通器原理；故不符合题意；
③货车行驶时，地面的受力面积相同，承载质量越大，对地面压力越大，压强越大，路面越易损坏，应用了受力面积相同时，压力大，力的作用效果明显，故不符合题意。
3．某同学用若干块相同的砖块和细沙研究压力的形变效果与哪些因素有关，开始时他把一块砖、两块砖分别水平叠放在细沙面，观察到沙面的形变效果如图（a）（b）所示；接着他又分别把（a）（b）图中的砖改成竖直叠放在沙面上，如图（c）（d），此时观察到细沙面下陷更深且（c）（d）下陷一样深，这让他产生了疑惑，图（d）明明多增加了一块砖，为什么沙面的下陷深度却是相同的呢？于是他又多增加了一块砖用三块砖并排竖直放置在细沙面上，发现沙面的下陷深度和（c）（d）还是相同的，如图（e）所示。实验结束后该同学对上述实验操作过程和实验现象进行了认真分析，并作了归纳总结。
（e）
（1）分析比较（a）、（b）两图可知：_________________________________________；
（2）分析比较________可知，在压力大小相同的情况下，受力面积越小，压力形变效果越显著。
（3）进一步综合分析图（c）（d）（e）可知：________________________________________。
【答案】（1）受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越显著；（2）（a）、（c）或（b）、（d）。（3）压力与受力面积比值相同，压力作用效果相同。
【解析】（1）分析比较实验（a）、（b）两图及观察到的现象，可得出的初步结论是：受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越显著；
（2）根据结论：在压力大小相同的情况下，受力面积越小，压力形变效果越显著。应该比较（a）、（c）或（b）、（d）。
（3）进一步综合分析（c）（d）（e），发现压力与受力面积都不相同，但是作用效果相同，是因为压力与受力面积比值相同，压力作用效果相同。
0
1
2
3
A
0
0.2
0.4
0.6
0.6
3
－
4．为了探究柱形物体对支持面产生的压力形变效果与哪些因素有关，某小组同学猜想：可能与柱形的重力、形状、底面积大小有关。他们用底面积相同、重力不同的长方体、正方体和圆柱体放在同一水平细沙面上进行实验（如图（a）所示），接着他们再把若干个相同的长方体放在同一水平细沙面上进行实验（如图（b）所示），实验时他们测量了沙面下陷程度，并将有关数据记录在表一、表二中。
（a） （b）
表一
实 验
序 号
形 状
压 力
（牛）
受力面积
（厘米2）
下陷程度
（毫米）
1
长方体
2
10
2
2
正方体
3
10
3
3
圆柱体
6
10
5
/
/
/
/
/
表二
实 验
序 号
形 状
压 力
（牛）
受力面积
（厘米2）
下陷程度
（毫米）
4
长方体
2
5
4
5
长方体
4
10
4
6
长方体
6
15
4
7
/
（1）分析比较实验序号1和2和3的数据及观察的现象 （选填“能”或“不能”）得到初步结论：受力面积相同，柱形物体对支持面压力越大，压力产生的形变效果越显著。理由： 。
（2）进一步分析比较实验序号4和5和6数据及观察的现象可得到结论： ，柱形物体对支持面的压力形变效果相同。
（3）小明同学发现以上6次实验还不能探究柱形物体对支持面压力的形变效果与形状有无关系，他应该选择其他物体再次进行实验，请把该物体符合要求的各项数据填写在序号7中。
（4）从上列表格中数据及观察到的现象，小组同学总结归纳得出：若要比较柱形物体对支持面压力产生的形变效果显著程度，可以观察比较 以及计算 所受的压力大小进行判断。
【答案】（1）不能，没有控制好柱体的形状相同；（2）当柱体的形状相同，且压力与受力面积的比值相同时；（3）正方形， 4 、10，（或“圆柱形，4、10”）；（4）沙面的下陷深度，单位面积。
【解析】①探究柱形物体对支持面产生的压力形变效果可能与柱形的重力、形状、底面积大小有关。应该用控制变量法进行，即每次实验时控制两个量不变，只能变一个；由实验序号1和2和3知，形状与压力都发生改变，没有控制形状相同，所以不能得出初步结论：“受力面积相同，柱形物体对支持面压力越大，压力产生的形变效果越显著”。
②进一步分析比较实验序号4和5和6的数据及观察的现象发现，柱体的形状相同，压力与受力面积均不同，但是压力的形变效果相同，是因为压力与受力面积的比值相同。
③若要比较柱形物体对支持面压力产生的形变效果显著程度，可以观察比较沙面的下陷深度以及计算单位面积所受的压力大小进行判断。
5. 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 来比较压力的作用效果．
（2）通过甲、乙实验能够得到的结论是 ．
（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 ．
（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“＝”）．
（5）通过比较丙、丁两组实验，发现海绵和木板的形变量不同，由此得出压力的作用效果与受力物体的材料有关，你认为这个结论正确吗？ ，请说明原因 ．

（6）小明将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块，如图戊所示．将左边部分移开后，发现剩余部分对泡沫的压力作用效果没有变化，如图己所示，由此得出压力的作用效果与受力面积无关，你认为他在探究过程中存在的问题是： ．
（7）下列实例中，直接应用（2）中结论的是 （选填“A”或“B”）．
A．针尖做得很尖
B．交通管理部门规定，严禁货车超载
【答案】（1）海绵的形变程度；（2）在受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；（3）书包背带做得扁而宽(或载重汽车的轮子又多又宽等)；（4）=；（5）不正确，木板不易变形；（6）没有控制压力不变；（7）B。
【解析】（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论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，生活中应用此知识的一个实例：书包背带做得扁而宽或载重汽车的轮子又多又宽等．
（4）若将相同的砖块放在如图丁所示的木板上，因为压力、受力面积均相同，根据P=F/S可知：海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小相等p丙= p丁。
（5）通过比较丙、丁两组实验，发现海绵和木板的形变量不同，由此得出压力的作用效果与受力物体的材料有关，这个结论不正确，因为木板不易变形．
（6）小明将质量分布均匀的物体沿竖直方向切成大小不同的两块，如图戊所示．将左边部分移开后，发现剩余部分对泡沫的压力作用效果没有变化，如图己所示，由此得出压力的作用效果与受力面积无关，他在探究过程中存在的问题是：没有控制压力不变．
（7）下列实例中，直接应用（2）中结论的是B。
A．针尖做得很尖
B．交通管理部门规定，严禁货车超载
6．如图甲、乙、丙所示，小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素：
①本实验是通过观察_______来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有______和转换法；
②通过比较图甲、乙，说明_________ ，压力的作用效果越明显；
③通过比较图_________（填序号），说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；
④将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p '的大小关系为p______ p '（选填“>”“