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【题目】在“探究实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关”的实验中,某中学一小组的同学们认为此压强跟圆柱体的密度ρ、高度h、圆柱体底面积S是有关的,但有怎样的关系看法不同,于是,在老师的帮助下,小组的同学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料制成、高度和横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验,测出实心圆柱体竖直放置时(如图所示)对水平桌面上海绵的压下深度,实验记录见下表.

序号

物体

底面积S/cm2

高度h/cm

海绵被压下深度/cm

1

合金甲圆柱体A

10

5

0.5

2

合金甲圆柱体B

10

10

1

3

合金甲圆柱体C

20

10

1

4

合金乙圆柱体A

10

5

1.5

5

合金乙圆柱体B

10

10

3

6

合金乙圆柱体C

20

10

3


(1)该小组同学是通过来判断压强大小的.
(2)分析实验1、2或4、5可以得出:当圆柱体的材料密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的有关.
(3)分析可以得出,当圆柱体的密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关.
(4)此探究过程用到的科学探究方法有
(5)实验结束之后,同学们在老师的指导下,以某一合金甲圆柱体为研究对象,推导它对海绵的压强大小的表达式(已知合金的密度为ρ,长方体铁块的高度为h,底面积为S).表达式为
(6)上面推导出的表达式(选填“能”或“不能”)应用于各类固体的压强的计算.

【答案】
(1)海绵被压下深度
(2)高度
(3)2、3或5、6
(4)控制变量法;转换法
(5)p=ρgh
(6)不能
【解析】解:(1)由题意可知,该小组同学是通过海绵被压下深度来判断压强大小的,这是转换法的运用;(2)分析实验1、2或4、5可以看出,圆柱体的材料密度相同,高度不同,对水平面的压强不同,故可得出结论:当圆柱体的材料密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的高度有关.(3)当圆柱体的密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关,要求圆柱体的密度相同,对水平面的压强也相同,而底面积必须不同,故序号 2、3或5、6符合要求.(4)此探究过程用到的科学探究方法有控制变量法、转换法.(5)已知合金的密度为ρ,长方体铁块的高度为h,底面积为S,由压强的公式推导过程为:p= = = = = =ρgh.(6)从实验条件可以看出p=ρgh这一公式只适用于质量分布均匀的实心柱状物体,不能应用于各类固体的压强的计算. 故答案为:(1)海绵被压下深度;(2)高度;(3)2、3或5、6;(4)控制变量法;转换法;(5)p=ρgh;(6)不能.
(1)实验中,通过海绵的形变程度反映压力的作用效果,是转换法的运用;(2)分析实验1、2或4、5,找出控制量和变化时,再进一步确定压强大小与变化量的关系;(3)根据实验结论,确定符合题意的实验的序号;(4)本实验中用到了控制变量法和转换法;(5)根据压强的公式p= ,结合重力与压力的关系,可进行一推导得出压强的表达式;(6)根据实验中的条件可确定推导公式的适用范围.

练习册系列答案
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(4)小明移动滑片P分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成了图(C)所示的U﹣I图象,根据图象提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是W,当加在小灯泡两端的电压为1.5V时,小灯泡的电阻是Ω.
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次数

开关

磁场方向

导体AB的运动方向

电流表指针的偏转方向

1

断开

上N下S

向右运动

不偏移

2

闭合

上N下S

向右运动

向左偏移

3

闭合

上N下S

向左运动

向右偏移

4

闭合

上N下S

向上运动

不偏移

5

闭合

上S下N

向下运动

不偏移

6

闭合

上S下N

向右运动

向右偏移

7

闭合

上S下N

向左运动

向左偏移


(1)分析得出:电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流.
(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与有关.
(3)比较实验可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关.
(4)这个现象在生产和生活中的重要应用是
(5)针对这个实验,小勇进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是他设计了如下的实验方案: ①保持磁场强弱不变,让导体AB以(填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小.
②如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度(填“有关”或“无关”).

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