初中物理探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验实验题

在初中物理实验中，常常用长方体木块作为实验器材来研究一些问题，现在请你以长方体木块作为实验器材之一，可以适当添加其他辅助器材，设计三个实验来研究或说明相关的物理问题。(力、热、声、光、电均可)

	添加主要器材	主要实验过程	研究或说明的物理问题
示例	细绳、小车	将木块竖放在小车上，用细绳突然 拉动小车向前运动，木块向前倒下。	木块具有惯性
设计一
设计二
设计三

 

利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素，如图1至图3所示。

（1）图中压力的作用效果是通过海绵发生　　（选填“形变”或“运动状态改变” $)$来体现的，我们　　（选填“可以”或“不可以” $)$用沙子代替海绵来完成实验。

（2）通过比较图1和图2，说明受力面积一定时，压力　　（选填“越大”或“越小” $)$，压力的作用效果越明显，通过比较图　　（填序号）和图3，说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。

（3）实验中主要采用的研究方法是　　（选填“控制变量法”或“理想实验法” $)$。

小玉利用饮料瓶上自带的小杯子探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”和“压力作用效果与哪些因素有关”。

（1）如图甲，把50g的砝码放入小杯子中，用弹簧测力计在毛巾表面向右匀速拉动小杯子，则滑动摩擦力的大小为　    　N。

（2）如图乙，把50g的砝码换成100g的砝码重复实验。比较甲、乙两图，可得结论：接触面粗糙程度相同时，　    　越大，滑动摩擦力越大。实验中如果用更大的水平拉力拉动小杯子，滑动摩擦力将　    　（填“变大”“变小”或“不变”）

（3）如图丙、丁，将小杯子正放和倒放在海绵上，分别放上质量为100g的砝码。实验中是通过　           　来反映压力的作用效果。通过对比实验现象，可得结论：压力一定时，　        　越小，压力的作用效果越明显。

（4）比较乙、丙两图，小杯子静止时，小杯子对两个受压面的压强　    　（填“相同”或“不同”）。

在探究"压力的作用效果"时，某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行如图所示的实验。

（1）实验中通过观察海绵的 　    　来比较压力的作用效果。

（2）分析图乙和 　 　所示两图实验，可得出结论：当压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。

（3）比较图甲、乙所示实验，可得出结论：受力的面积相同时， 　 　越大，压力的作用效果越明显。下列实例中，直接应用该结论的是 　     　（选填"A"或"B"）。

A．	图钉的一端做得很尖
B．	交通管理部门规定，严禁货车超载。

大威在探究“影响压力作用效果的因素”时，取三个质量相同的圆柱形容器 $A$、 $B$、 $C$，它们底面积的关系是 $S_A=S_B<S_C$．在三个容器中分别倒入适量的水和盐水，其中 $B$、 $C$两容器中液体质量相同。将它们分别放在三块相同的海绵上，如图甲、乙、丙所示。

（1）实验过程中可以通过观察海绵的　       　来比较压力的作用效果。

（2）通过比较　      　两次实验，探究压力的作用效果与压力大小的关系。得到的结论是　      　相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。

（3）大威还想利用这些器材探究影响液体压强的因素，于是他找来一个如图丁所示的液体压强计，将压强计的探头放入 $B$、 $C$两容器中，保持探头在两种液体中的深度相同。发现探头在盐水中时， $U$形管左右两侧液面的高度差较　      　（填“大”或“小”）。说明在深度相同时，　       　越大，液体压强越大。

（4）再将探头放入 $B$容器中的某一深度，改变探头的方向，会发现 $U$形管左右两侧液面的高度差不变，由此说明：在同种液体内部的同一深度，向各个方向的压强都　       　。

如图所示，某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中：

（1）实验中是通过比较海绵的　       　来比较压力作用效果的大小。这种实验方法叫做　      　法。

（2）通过比较图甲和图乙两次实验，探究压力的作用效果与　      　的关系；通过比较图　    　和图　    　两次实验，探究压力的作用效果与受力面积的关系，这种实验方法是　       　法。

（3）实验结束后，同学们做了进一步的交流讨论，分析静止在水平桌面上的固体，它对桌面的压力和它受到的重力大小相等，这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对　    　力；它受到的重力与桌面对它的支持力是一对　     　力。

一场大雪后，博远同学发现人们在雪地上留下的脚印有深有浅，对此产生疑问：压力的作用效果与哪些因素有关呢？他做出如下猜想：

猜想一：可能与压力大小有关：

猜想二：可能与受力面积的大小有关。

为了验证自己的猜想，博远用两个相同的平底矿泉水瓶和刻度尺，在比较松软的雪地上进行系列操作，将实验情况记录在下表中。

实验序号	水瓶放置方式	装水情况	雪中压痕深度/cm
1	正放	满瓶水	1.5
2	倒放	满瓶水	2.5
3	正放	半瓶水	0.5

（1）为了验证猜想一，应选择　      　（填实验序号）两次实验进行分析，可得出结论：　            　一定，　       　越大，压力的作用效果越明显。

（2）选择2、3两次实验来验证猜想二是否正确，合理吗？答：　    　，理由是　                            　。

（3）若两个猜想都正确，铁轨要铺在枕木上的道理，可以用猜想　    　（填“一”或“二”） 的结论来解释。

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 $\rho$、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 $S/c{m}^2$	高度 $h/\mathit{cm}$	海绵被压下深度 $/\mathit{cm}$
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 $\rho$，圆柱体合金的高度为 $h$，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。

在探究“影响压力作用效果的因素”实验中，某小组同学利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上进行探究。

（1）实验中用　 反映压力的作用效果，采用了转换法。

（2）比较甲、乙两图的实验可以得出　　；比较丙图和　　图，可以得出压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。

（3）本实验还采用了　　的研究方法。

老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。

（1）该同学通过观察　　来反映压力的作用效果。

（2）如图所示，小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上，其目的是控制　　大小相同，改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是　　。以下实例中应用该结论的有　　。（选填字母）

A．菜刀要经常磨一磨          B．书包要用宽的背带

C．汽车限重                 D．啄木鸟有个坚硬而细长的喙

（3）接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”，他的操作步骤是：　　。

探究“压力作用效果”的实验如甲、乙、丙所示。

（1）甲、乙、丙实验中，根据　　来比较压力的作用效果。

（2）通过甲、乙实验能够得到的结论是　　

（3）由实验乙、丙可知：“压力的作用效果与受力面积大小”的关系，请举出生活中应用此知识的一个实例　　。

（4）将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，比较图丙中海绵受到的压强P_丙和图丁中木板受到的压强P_丁的大小关系为P_丙　 　P_丁（选填“＞”“＜“或“＝”）

图1是表演“睡钉床、砸石板”的节目：一个人躺在若干钉子做成的“床”上，身上盖一块石板，旁边一个人用大锤去砸石板结果石板被砸烂了，而人安然无恙。老师为此做了几个模拟实验。

（1）探究人睡在钉床上为什么不受伤：

实验一：在大小相同的两块平板上，用约100颗钉子做成了钉床甲，6颗钉子做成了钉床乙，如图2所示（钉子规格相同）。将一个塑料袋装满水封好（代表人体），先后放到两个钉床上，发现它放到钉床甲上未被扎破，而放到钉床乙上却被扎破了。所以睡在钉床上的人不受伤，是由于接触面积　　，压强　　的缘故；

（2）探究石板的作用：

实验二：如图3中的两个鸡蛋，其中一个的蛋黄和蛋白已经被取出，只剩下一个空壳，质量是 $7g$；另一个完好无损，质量是 $66g$。把它们并排放在桌子上，然后沿图示箭头的方向用嘴吹一下，发现空壳立刻转动了起来，而另一个几乎不动。说明质量大的物体，惯性　　；而惯性　　的物体，运动状态　　。

实验三：如图4，将钉床甲放在地面上，在钉床上放装满水并封好的塑料袋，再在上面放一块石板，质量为 $1657g$，然后用锤子敲石板上面的核桃，结果核桃被敲碎了，塑料袋完好：将石板换成一块木板，质量为 $142g$，用几乎一样的力敲核桃，结果核桃未碎而塑料袋破了。

综合以上两个实验，你认为石板为什么会有这样的保护作用　　。

（3）下面三个事例中与实验二、三所探究的问题不一样的是　　

$A$．篮球比铅球掷得远

$B$．乒乓球离开球拍后还能继续运动

$C$．同一辆自行车，一个人骑比两个人骑更容易刹车

小刚同学在家里用实心砖和平铺在水平桌面上的海绵等一些自备器材，做探究“压力作用效果与哪些因素有关”的实验。

（1）若要探究压力作用效果与压力大小的关系，应选用图甲和图　　来比较。

（2）若要探究压力作用效果与受力面积的关系，应选用图甲和图　　来比较。

（3）若小刚测得实心砖的长20cm、宽15cm、厚5cm，它的重力是30N，则甲图中实心砖对海绵产生的压强是　　Pa。

现有两个品种相同的实心西瓜，形状不同，在没有直接测量质量和重力工具的情况下，要判断哪个更重，在以下三种方案中

方案一：将西瓜分别装入相同的网，分别挂在已调节好的等臂杠杆的两端，观察杠杆的倾斜情况；

方案二：将西瓜分别装入相同的网，分别系在一条跨过定滑轮的绳子两端，向上提滑轮，观察哪个先离开地面；

方案三：把两个西瓜放在质地均匀的同一块海绵上，观察海绵形变的大小。

你认为方案　        　不可行，原因是　         　。

在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时，同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验。

（1）同学们是根据　　来比较压力作用效果的。

（2）观察比较图甲、乙的情况可以得到的结论是：受力面积一定时，　　，压力的作用效果越明显。

（3）要探究压力的作用效果跟受力面积的关系，应比较　　两图的实验，得到的结论是：　　。