Question

18．在“探究實心圓柱體對地面的壓強與哪些因素有關”的實驗中，同學們認為跟圓柱體的密度ρ、高度h、圓柱體底面積S 是有關的，但有怎樣的關系看法不同．于是在老師的幫助下，同學們從實驗室里挑選了不同的實心圓柱體做實驗，測出實心圓柱體豎直放置時對水平桌面上的海綿壓下去的深度（如圖所示），實驗記錄見下表．

序號	物體	底面積S/cm2	高度h/cm	海綿被壓下深度/cm
1	甲合金圓柱體A	10	5	0.5
2	甲合金圓柱體B	10	10	1
3	甲合金圓柱體C	20	10	1
4	乙合金圓柱體A	10	5	1.5
5	乙合金圓柱體B	10	10	3
6	乙合金圓柱體C	20	10	3

（1）實驗中同學們是通過海綿被壓下深度來判斷壓強大小的．
（2）分析實驗1、2 或4、5 可以得出：當圓柱體的材料相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強可能與圓柱體的高度成正比；
（3）分析可以得出，當圓柱體的密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強與底面積無關．此探究過程用到的兩種科學方法有控制變量法、轉換法．
（4）實驗結束之后，同學們以甲合金圓柱體為研究對象，推導它對海綿的壓強大小的表達式（已知合金的密度為ρ，圓柱體的高度為h，底面積為S）．表達式為p=ρɡh．該表達式不能（選填“能”或“不能”）應用于各類固體壓強的計算．

Answer 1

分析 （1）實驗中，通過海綿的形變程度反映壓力的作用效果，是轉換法的運用；
（2）分析實驗1、2或4、5，找出控制量和變化時，再進一步確定壓強大小與變化量的關系；
（3）根據(jù)控制變量法和轉化法，結合題目內容分析解答；
（4）根據(jù)壓強的公式p=$\frac{F}{S}$，結合重力與壓力的關系，可進行一推導得出壓強的表達式；根據(jù)實驗中的條件可確定推導公式的適用范圍．

解答 解：（1）由題意可知，該小組同學是通過海綿被壓下深度來判斷壓強大小的，這是轉換法的運用；
（2）分析實驗1、2或4、5可以看出，圓柱體的材料密度相同，高度不同，對水平面的壓強不同，故可得出結論：當圓柱體的材料密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強與圓柱體的高度成正比．
（3）在探究實心圓柱體對水平地面的壓強可能與圓柱體的高度的關系時，需要控制圓柱體的材料相同和底面積相同，屬于控制變量法；
該小組同學是通過海綿被壓下深度來判斷壓強大小的，這是轉換法的運用；
（4）已知合金的密度為ρ，長方體鐵塊的高度為h，底面積為S，由壓強的公式推導過程為：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{ρVg}{S}$=$\frac{ρSgh}{S}$=ρgh．
該表達式適用的條件有：①固體密度必須是均勻；②固體形狀必須是上下粗細相同的柱體；③所求壓強必須是固體對水平面產(chǎn)生的壓強，所以不能應用于各類固體壓強的計算．
故答案為：（1）海綿被壓下深度；（2）高度；（3）控制變量法；轉換法；（4）p=ρɡh；不能．

點評 在“探究實心圓柱體對地面的壓強與哪些因素有關”的實驗中，重點考查了控制變量法和轉換法的運用，對實驗結果的歸納與分析，以及對壓強公式的推導與靈活運用等．