Question

4．用手边的铅笔可以做很多物理小实验．
（1）如图甲所示，手指压铅笔尖感到疼，因为力的作用是相互的．
（2）用一根橡皮筋水平匀速拉动放在桌面上的一本书，然后在书下垫几支圆铅笔，再匀速拉动，如图乙所示．根据橡皮筋伸长的长度变化比较两种情况下摩擦力的大小，由此得出的结论是在压力相同时，滚动摩擦力小于滑动摩擦力．
（3）如图丙所示，两手指用4N的力水平压住铅笔的两端，若铅笔的笔尖面积是0.5mm²，笔尾面积是0.4cm²，按压笔尖的手指受到的压强是8×10⁶Pa，按压笔尾的手指收到的压强是1×10⁵Pa．铅笔静止时，两手指对铅笔的压力是平衡力（选填“是”或“不是”）．用力压时，两个手指的感觉不同，说明在压力一定时，压力的作用效果跟受力面积有关．
（4）把铅笔尾竖直插入水中，笔尾在水中的位置越靠近水面，受到水的压强越小．

Answer 1

分析 （1）力是物体对物体的作用，力的作用是相互的．
（2）通过橡皮筋的伸长情况判断摩擦力的大小；书在桌面上滑动时受到的摩擦力是滑动摩擦力，书在铅笔上运动时，受到的摩擦力是滚动摩擦力；分析实验现象可以得出实验结论．
（3）笔尖对手指的压力等于尾端对手指的压力，利用公式p=$\frac{F}{S}$计算压强；从铅笔所处的平衡状态入手，分析两手指的受力大小关系．压力的作用效果与压力和接触面的面积有关．
（4）在液体密度一定时，液体深度越大，液体压强越大．

解答 解：（1）手对铅笔尖施加力的作用的同时，受到铅笔尖的反作用力，说明力的作用是相互的；
（2）根据图书两次运动时橡皮筋伸长的长度变化，比较两种情况下摩擦力的大小．书在桌面上时，受到的摩擦力是滑动摩擦力，书在铅笔上时，书受到的摩擦力是滚动摩擦力，书在铅笔上运动时，橡皮筋的长度短，这说明：在压力相同时，滚动摩擦力小于滑动摩擦力；
（3）笔尖的手指受到的压强p₁=$\frac{F}{{S}_{1}}$=$\frac{4N}{0.5×1{0}^{-6}{m}^{2}}$=8×10⁶Pa；
笔尾的手指受到的压强p₂=$\frac{F}{{S}_{2}}$=$\frac{4N}{0.4×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
铅笔处于静止状态，受到的两手指的压力是一对平衡力．据题可知，右边手指更疼，这说明压力的作用效果与受力面积有关；
（4）把铅笔尾竖直插入水中，笔尾在水中的位置越靠近水面，深度越浅，受到水的压强越小．
故答案为：（1）相互的；
（2）橡皮筋伸长的长度变化； 在压力相同时，滚动摩擦力小于滑动摩擦力；
（3）8×10⁶Pa；1×10⁵Pa；是；受力面积；
（4）小．

点评 此题以铅笔为实验材料综合考查了力学的多个知识点，设计的内容较全面，体现物理就在我们身边的理念．