初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義版塊9 壓強(qiáng) 專題9-7 壓強(qiáng)相關(guān)實(shí)驗(yàn) （學(xué)生版）

頁專題9-7壓強(qiáng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識·解讀實(shí)驗(yàn)一探究影響壓力作用效果的因素【設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1.實(shí)驗(yàn)主要器材:海綿、沙子或橡皮泥等容易發(fā)生形變的物體(不用木板:因?yàn)槭芰r(shí)不容易發(fā)生形變,不利于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)。2.實(shí)驗(yàn)方法:①轉(zhuǎn)換法(通過海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果)。②控制變量法(探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系應(yīng)控制受力面積不變;探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系應(yīng)控制壓力大小不變,通常采用疊加法)?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】3.壓力的作用效果與壓力的大小和接觸面積大小有關(guān)。壓力一定時(shí),接觸面積越小,壓力的作用效果越明顯;接觸面積一定時(shí),壓力越大,壓力的作用效果越明顯。突破二研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)【設(shè)計(jì)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1.實(shí)驗(yàn)主要器材:U形管壓強(qiáng)計(jì)(實(shí)驗(yàn)前需檢查裝置氣密性:用手指壓橡皮膜,觀察U形管兩側(cè)液面是否有高度差。若有,說明良好;若高度差幾乎不變,說明裝置漏氣,要重新組裝)。2.實(shí)驗(yàn)方法:轉(zhuǎn)換法(根據(jù)U形管兩側(cè)液面的高度差來判斷液體壓強(qiáng)的大小)、控制變量法(①保持探頭在液體中深度不變,改變探頭方向,探究液體壓強(qiáng)與方向的關(guān)系;②改變探頭在液體中深度,探究液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系;③同一深度,換用不同的液體,探究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系)?！緮?shù)據(jù)處理和分析】3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格,分析表格數(shù)據(jù),可得出液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn):液體內(nèi)部各個(gè)方向都有壓強(qiáng),并且在液體內(nèi)部的同一深度,向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等,深度越深,壓強(qiáng)越大,液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體的密度有關(guān),在深度相同時(shí),液體的密度越大,壓強(qiáng)越大。(液體壓強(qiáng)的計(jì)算式:p=ρgh)典例·解讀例1、在探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,小鄒同學(xué)用一塊海綿和兩塊規(guī)格相同的長方體磚塊做了如圖所示的一系列實(shí)驗(yàn),請仔細(xì)觀察,并分析回答下列問題:(1)壓力的作用效果的大小是通過比較海綿的程度來確定的。(2)分析比較圖乙和圖丙的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可以得出結(jié)論:

。(3)分析比較圖的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可得出結(jié)論:當(dāng)受力面積相同時(shí),壓力越大,壓力的作用效果越顯著。(4)進(jìn)一步綜合分析圖甲、乙、丙和丁的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并歸納得出結(jié)論:

。【答案】(1)凹陷(2)【答案】(1)凹陷(2)當(dāng)壓力相同時(shí),受力面積越小,壓力作用效果越顯著(3)乙和丁(4)壓力作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān),壓力越大,受力面積越小,壓力作用效果越顯著.【解析】實(shí)驗(yàn)中是利用磚塊在海綿上探究壓力的作用效果,是因?yàn)楹＞d受力后形狀容易改變,通過其凹陷程度反映壓力的作用效果的大小;圖乙與圖丙實(shí)驗(yàn)中磚對海綿的壓力相同,受力面積不同,壓力的作用效果不同,說明壓力的作用效果與受力面積有關(guān);圖乙、丁中海綿的受力面積相等,而壓力不等,壓力較大的丁圖中海綿凹陷得深,說明壓力的作用效果明顯,從而得出壓力的作用效果與壓力大小有關(guān)。(1)把探頭放入水中,通過觀察U形管兩邊液面的高度差來判斷探頭處水的壓強(qiáng)的大小,高度差越大,水的壓強(qiáng)(選填“越大”或“越小”)。(2)比較甲圖、乙圖和丙圖,可以得到:在同一深度,液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng)。(3)在乙圖中把探頭慢慢下移,可以觀察到U形管兩邊液體的高度差增大,從而得到:在同一種液體里,液體的壓強(qiáng)隨的增加而增大。(4)在乙圖中,若只將燒杯中的水換成鹽水,其他條件不變,則可以觀察到U形管兩邊液體的?！敬鸢浮俊敬鸢浮?1)越大(2)相等(3)深度(4)高度差變大【解析】(1)把水的內(nèi)部壓強(qiáng)的大小轉(zhuǎn)換成U形管兩邊液面高度差的大小來判斷,液面高度差越大,表示水內(nèi)部的壓強(qiáng)越大。(2)比較甲圖、乙圖和丙圖,控制液體密度和深度不變,改變探頭的方向,U形管兩側(cè)的液面高度差相等?？梢缘玫?在同一深度,液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。(3)(3)在乙圖中把探頭慢慢下移,控制液體的密度不變,改變深度,可以觀察到U形管兩邊液體的高度差增大,得到:在同一種液體里,液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。(4)在乙圖中,若只將燒杯中的水換成鹽水,其他條件不變,控制深度不變,把水換成鹽水,密度變大,則可以觀察到U形管兩邊液體的高度差變大。例3、在探究實(shí)心圓柱體對地面的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)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。在老師的幫助下,小組的同學(xué)們從實(shí)驗(yàn)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(shí)心圓柱體做實(shí)驗(yàn),測出實(shí)心圓柱體豎直放置時(shí)(如圖所示)對水平桌面上海綿的壓下深度,實(shí)驗(yàn)記錄見下表。序號物體底面積S/cm2高度h/cm海綿被壓下深度/cm1合金甲圓柱體A1050.52合金甲圓柱體B101013合金甲圓柱體C201014合金乙圓柱體A1051.55合金乙圓柱體B101036合金乙圓柱體C20103(1)分析實(shí)驗(yàn)1、2或4、5可以得出:當(dāng)圓柱體的材料密度相同時(shí),實(shí)心圓柱體對水平地面的壓強(qiáng)與圓柱體的有關(guān)。(2)分析可以得出,當(dāng)圓柱體的密度相同時(shí),實(shí)心圓柱體對水平地面的壓強(qiáng)與底面積無關(guān)。(3)此探究過程用到的科學(xué)探究方法有、。(4)實(shí)驗(yàn)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,圓柱體的高度為h,底面積為S)。表達(dá)式為。該推導(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(jì)算?！敬鸢浮俊敬鸢浮?1)高度(2)2、3或5、6(3)控制變量法轉(zhuǎn)換法(4)p=ρgh不能【解析】(1)分析實(shí)驗(yàn)1、2或4、5,圓柱體的材料密度相同,高度不同,對水平面的壓強(qiáng)不同,故可得出結(jié)論:當(dāng)圓柱體的材料密度相同時(shí),實(shí)心圓柱體對水平地面的壓強(qiáng)與圓柱體的高度有關(guān)。(2)當(dāng)圓柱體的密度相同時(shí),實(shí)心圓柱體對水平地面的壓強(qiáng)與底面積無關(guān),要求圓柱體的密度相同,對水平面的壓強(qiáng)也相同,而底面積必須不同,故序號2、3或5、6符合要求。(3)在探究多個(gè)因素對壓強(qiáng)的影響時(shí)(3)在探究多個(gè)因素對壓強(qiáng)的影響時(shí),運(yùn)用了控制變量法來研究某一因素的影響,還利用轉(zhuǎn)換法——用海綿被壓下的深度表示壓力的作用效果。(4)已知合金的密度為ρ,圓柱體的高度為h,底面積為S,由壓強(qiáng)的公式推導(dǎo)過程為p==ρgh。從推導(dǎo)過程可以看出p=ρgh這一公式只適用于質(zhì)量分布均勻的實(shí)心柱狀物體,不能應(yīng)用于其他類固體(如質(zhì)量分布不均勻,非柱體物體等)的壓強(qiáng)的計(jì)算。培優(yōu)·訓(xùn)練1、如圖所示，某同學(xué)利用小桌、海綿和砝碼等器材進(jìn)行“探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)．第10題圖(1)本實(shí)驗(yàn)的科學(xué)探究方法是______________和轉(zhuǎn)換法．(2)小桌對海綿的壓力改變了海綿的________(選填“形狀”或“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”)．(3)為了探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系，應(yīng)比較圖甲和圖乙的實(shí)驗(yàn)，可知受力面積相同時(shí)，壓力________(選填“越大”或“越小”)，壓力的作用效果越明顯．(4)為了探究壓力的作用效果與受力面積大小的關(guān)系，應(yīng)比較________兩圖的實(shí)驗(yàn)，可知壓力大小相同時(shí)，受力面積________(選填“越大”或“越小”)，壓力的作用效果越明顯．2、如圖甲所示，用微小壓強(qiáng)計(jì)探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)．(ρ鹽水>ρ水)(1)實(shí)驗(yàn)中，將液體內(nèi)部的壓強(qiáng)大小轉(zhuǎn)換為用U形管兩側(cè)液面的________來表示．甲乙(2)為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，U形管中的液體最好用________的(選填“有色”或“無色”)．(3)將探頭放在圖乙所示液體內(nèi)部的A、B位置，觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hB>hA，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)觀察到同樣的現(xiàn)象，這說明同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨________的增加而增大．(4)將探頭放在圖乙所示液體內(nèi)部等深的B、C位置，觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hC____hB(選填“<”“＝”或“>”)，這是為了研究液體壓強(qiáng)與液體________的關(guān)系．(5)由以上實(shí)驗(yàn)可知圖乙所示液體內(nèi)部A、B、C、D四個(gè)位置壓強(qiáng)最大的是________位置．3、小明用2mL注射器、量程為0~10N的彈簧測力計(jì)和刻度尺粗略測量大氣壓的值,本實(shí)驗(yàn)的原理是二力平衡和p=。步驟一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。步驟二:如圖10-16所示安裝好器材,水平向右緩慢拉動(dòng)注射器筒,當(dāng)注射器中的活塞時(shí),記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)為5.2N。圖10-16步驟三:用刻度尺測出注射器的長度為4.00cm。步驟四:算出大氣壓強(qiáng)值為Pa。同組的小華分析了