Question

（1）在探究“压力作用效果与压力大小关系”的实验中，小明做了如图所示的甲、乙两组实验进行对比，小芳做了丙、丁两组实验进行对比．

①请你判断，

 

（选填“小明”或“小芳”）做的实验能更好地探究“压力作用效果与压力大小关系”，理由是

 

更明显．
②根据你判断的那组实验看到的现象，得到的探究结论是：在受力面积

 

时，

 

．
（2）小东想估测出某种油的密度ρ_油，他手边的测量工具只有刻度尺，小东利用身边的器材设计出一个实验方案．首先找一根直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物挂在硬棒上的位置为E，如图所示．下面是小东测出ρ_油的余下实验步骤，请你按照小东的实验思路，将实验步骤补充完整．

a．用刻度尺测出OC的长度l₀；
b．用刻度尺测出OE的长度l₁；
c．把金属块B浸没在油中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次水平平衡；
d．用刻度尺测出

 

；
实验完毕后，同组的小明利用两次平衡条件及阿基米德原理去推算这种油的密度时，发现

 

（选填“a”或“b”）的实验步骤是没有必要的．
利用上述测量出的必要物理量和题中的已知量，推导ρ_油=

 

．

Answer 1

分析：（1）要解决此题，需要掌握影响压力作用效果的两个因素：压力大小和受力面积的大小．在实验中讲究实验效果明显，并且易操作．
同时要注意控制变量法的应用．要研究压力作用效果与压力大小的关系，需保持受力面积相等，改变压力大小．
（2）要解决此题，需要掌握杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂．
同时要掌握浮力的计算公式F_浮=ρ_液gV_排．
知道浸没在液体中的物体受到拉力、浮力和重力之间的关系．F=G-F_浮

解答：解：（1）探究“压力作用效果与压力大小关系”，需要控制受力面积不变，小明和小芳都注意到了这一点，而小明的实验效果差别更加明显，而小芳的差别很小，所以小明的实验更好．方法
从而可以得出的结论是，受力面积一定时，压力越大，作用效果越明显．
故答案为：①小明；压力作用效果的差异（或“区别”）；②一定；压力越大，压力作用效果越明显；
（2）本实验主要想利用杠杆的平衡条件进行计算，第一次在B和A的拉力作用下杠杆保持平衡，根据杠杆的平衡条件列车一个关系式；第二次当把A浸没在油中时，由于受到油的浮力作用，通过挪动A的位置使杠杆第二次平衡，这样可以根据杠杆的平衡条件列车第二个关系式．这样根据两个关系式，组成方程组，便可以求出油的密度．所以在实验过程中要注意测量出OD的长度l₂．
当A在空气中时，根据杠杆的平衡条件：ρgV_B?l₀=ρ_AgV_A?l₁  ①
把金属块B浸没在油中时，金属块A将受到油向上的浮力作用．
则根据杠杆的平衡条件得：ρgV_B?l₀=（ρ_AgV_A-ρ_油gV_A）?l₂   ②
由①、②得，ρ_油=

ρ(l1-l2)

l1

，与所测的l0的值无关．所以可以看出a步骤是没有必要的．
故答案为：OD的长度l₂；a；

ρ(l1-l2)

l1

．

点评：此题是探究压力作用效果与压力大小之间的关系．在此题注意控制变量法的应用，要保持受力面积不变，同时考查了学生对实验的设计能力，在实验过程中要注意实验效果要明显，并且易操作．