Question

17．为探究压力的作用效果与压力大小及受力面积之间的关系．小明做了几个带刻度的方形有机玻璃盒，并放入海绵（海绵大小恰好占满玻璃盒）．他先将底面积相同、重量之比为1：2：3的三个方形铅块依次放在同一海绵上，如图1、如图2、如图3，比较海绵的凹陷深度；再将铅块2和铅块3横放在海绵上，如图4、如图5，这时铅块1、铅块2、铅块3的底面积之比为1：2：3，比较海绵凹陷的深度．

（1）由图1、图2、图3得，受力面积相同时，海绵凹陷的深度与压力成正比．
（2）由图2、图4（或图3、图5）得，压力相同时，海绵的凹陷深度与受力面积成反比．
（3）由图1、图5、图5得，海绵在单位面积上所受的压力时相同（填“相同”或“不同”），海绵的凹陷深度相同．
（4）综合上述实验可得，海绵的凹陷深度是由单位面积所受压力的大小决定，海绵在单位面积上不着天所受压力越大，凹陷深度就越深．所以我们就把单位面积上所受的压力定义为压强．

Answer 1

分析 （1）分析图1、图2、图3中海绵的受力面积的关系，以及海绵受到的压力大小的关系和海绵的凹陷程度（可以从有机玻璃盒上的刻度得出）的关系，得出结论；
（2）分析图2、图4中海绵的受力面积的关系，以及海绵受到的压力大小的关系和海绵的凹陷程度（可以从有机玻璃盒上的刻度得出）的关系，得出结论；
（3）分析图1、图4、图5，根据海绵受力面积的比和所受压力的比，求出压力和受力面积的比值即单位面积上受到的压力，比较单位面积上受到压力的关系和海绵凹陷程度的关系，得出结论；
（4）根据（3）的分析，得出单位面积上受到的压力和凹陷程度的关系．

解答 解：
（1）由图1、图2、图3可知，海绵的受力面积是相同的，压力等于铅块的重力，重力之比为1：2：3，海绵凹陷的程度之比也为1：2：3，由此得出结论，在受力面积一定时，海绵凹陷的程度与压力成正比；
（2）由图2、图4可知，使用的是都是铅块2，海绵受到的压力是相等的，铅块2正放和横放时海绵的受力面积之比为1：2，海绵的凹陷程度之比为2：1，由此得出结论，在压力一定时，海绵的凹陷程度与受力面积成反比；
（3）由图1和图4、图5可知，海绵的受力面积之比为1：2：3，铅块重力即海绵受到的压力之比为1：2：3，压力和受力面积的比值，即单位面积上受到的压力之比为$\frac{1}{1}$=$\frac{2}{2}$=$\frac{3}{3}$=1：1：1，海绵的凹陷程度是相同的，由此得出结论，海绵单位面积上受到的压力相同，海绵的凹陷程度相同；
（4）综合上述实验可知，海绵的凹陷程度是由单位面积上受到的压力决定的，单位面积上受到的压力越大，凹陷深度就越深；
故答案为：（1）正；（2）反；（3）相同；（4）深．

点评 我们所做过的探究影响压力作用效果的因素，得出的结论都是定性的结论，而此题要得出一个定量的结论，我们就要通过计算得出结论，如第三问中，求出压力和受力面积的比值得出结论．