Question

【題目】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，某中學一小組的同學們認為此壓強跟圓柱體的密度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，小組的同學們從實驗室里挑選了由不同密度的合金材料制成、高度和橫截面積不同、質量分布均勻的實心圓柱體做實驗，測出實心圓柱體豎直放置時（如圖所示）對水平桌面上海綿的壓下深度，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	合金甲圓柱體A	10	5	0.5
2	合金甲圓柱體B	10	10	1
3	合金甲圓柱體C	20	10	1
4	合金乙圓柱體A	10	5	1.5
5	合金乙圓柱體B	10	10	3
6	合金乙圓柱體C	20	10	3

（1）該小組同學是通過來判斷壓強大小的．
（2）分析實驗1、2或4、5可以得出：當圓柱體的材料密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強與圓柱體的有關．
（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．
（4）此探究過程用到的科學探究方法有、 ．
（5）實驗結束之后，同學們在老師的指導下，以某一合金甲圓柱體為研究對象，推導它對海綿的壓強大小的表達式（已知合金的密度為ρ，長方體鐵塊的高度為h，底面積為S）．表達式為 ．
（6）上面推導出的表達式（選填“能”或“不能”）應用于各類固體的壓強的計算．

Answer 1

【答案】
（1）海綿被壓下深度
（2）高度
（3）2、3或5、6
（4）控制變量法；轉換法
（5）p=ρgh
（6）不能
【解析】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有關．（3）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，要求圓柱體的密度相同，對水平面的壓強也相同，而底面積必須不同，故序號 2、3或5、6符合要求．（4）此探究過程用到的科學探究方法有控制變量法、轉換法．（5）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= = = = = =ρgh．（6）從實驗條件可以看出p=ρgh這一公式只適用于質量分布均勻的實心柱狀物體，不能應用于各類固體的壓強的計算． 故答案為：（1）海綿被壓下深度；（2）高度；（3）2、3或5、6；（4）控制變量法；轉換法；（5）p=ρgh；（6）不能．
（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）根據實驗結論，確定符合題意的實驗的序號；（4）本實驗中用到了控制變量法和轉換法；（5）根據壓強的公式p= ，結合重力與壓力的關系，可進行一推導得出壓強的表達式；（6）根據實驗中的條件可確定推導公式的適用范圍．