探究压力的作用效果与哪些因素有关

实验目标

探究压力的作用效果与哪些因素有关。

实验仪器

小桌、砝码、泡沫塑料或海绵。

过程与方法

实验方案

在泡沫塑料上放上小桌和砝码,观察泡沫塑料受到压力而发生的形变程度。

实验过程

1.如图16-1(a)所示,将小桌脚朝下压在泡沫塑料上,观察泡沫塑料被压下的深度。

2.如图16-1(b)所示,将小桌脚朝下压在泡沫塑料上,再在桌面上放一个砝码,观察泡沫塑料被压下的深度。

3.如图16-1(c)所示,将小桌翻过来,桌面朝下压在泡沫塑料上,再在桌面上放一个砝码,观察泡沫塑料被压下的深度。

图16-1

分析与结论

压力的作用效果与________和________有关,________相同时,压力越________,压力的作用效果越明显;当________相同时,受力面积越________,压力的作用效果越明显。

反思与评价

1.压力与重力的比较。

2.压力的作用效果是使被压物体发生形变,所以往往是通过观察物体的形变大小来比较压力的作用效果大小的。这也是我们选择海绵或泡沫塑料这类形变较明显的物体作为观察对象的原因。

3.压力和压强的区别。

延伸与拓展

手拿一支铅笔,分别用两个手指抵住笔尖和笔尾用力向内挤压,接触笔尖的手指比较疼,即感受的压力作用效果比较明显。两个手指受到的力相等吗?为什么会有这种不同的感觉呢?

自我测验

1.压力是指________力,压力的作用效果不仅跟________有关,而且跟________有关。

2.公交车上配有救生用的小铁锤,目的是发生意外时,乘客能用它敲碎玻璃而逃生。小铁锤能敲碎玻璃是因为它的两端很尖锐,这是通过的方式达到的________目的。

3.关于压力的方向,下列说法中正确的是( )。

A.压力的方向总是竖直向下

B.压力的大小总等于物体所受的重力

C.压力的方向总是垂直于支撑面

D.静止在水平地面上的物体,压力和物体重力大小相等,方向相同,因此压力就是重力

4.一块长木板放在水平桌面上,如图16-2(a)所示,现用一水平方向的力F向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面至如图16-2(b)所示的位置,在此过程中,木块对桌面的压力F'和压强p的变化情况是( )。

图16-2

A.F'不变,p减小

B.F'不变,p增大

C.F'减小,p不变

D.F'增大,p不变

图16-3

A.(a)(b)(c)(d)B.(d)(a)(b)(c)

C.(c)(a)(d)(b)D.(b)(c)(a)(d)

6.如图16-4所示,甲、乙两个实心均匀立方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在两个立方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,则剩余部分对水平地面的压强关系是( )。

图16-4

A.p甲<p乙

B.p甲=p乙

C.p甲>p乙

D.无法判断

7.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,如图16-5(a)所示,将小桌放在海绵上;如图16-5(b)所示,在小桌上放一个砝码;如图16-5(c)所示,把小桌翻过来,桌面朝下,并在它上面放一个砝码。

(1)比较两图可知,当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。

(2)比较(b)(c)两图可知,当压力一定时,,压力的作用效果越明显。

(3)此实验中运用到的主要探究方法是。

图16-5

8.如图16-6所示,小明同学利用A、B两个物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。

图16-6

(1)实验中小明是通过观察________________来比较压力作用效果的。

(2)比较图16-6(a)(b)两图所示实验,能够得到的结论是:________________ ________________________________________________________________。

(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较图________所示实验。

(4)小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图16-6(d)所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是:________________________________。

9.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明和小华利用如图16-7所示的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了如图16-8(a)(b)所示的两个实验,通过观察图168(a)(b)后得出:“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。”的结论。此后小华把小桌挪放到一块木板上,发现小桌对木板的压力效果不够明显,如图16-8(c)所示。通过对图16-8(a)(c)的比较又得出:“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显。”的结论。

图16-7

图16-8

请你根据已学过的压强知识分析:

(1)小明和小华是根据________________________的现象来比较压力的作用效果的。

(2)造成前后两个结论不一致的原因是:________________________。

(3)设图16-8(b)中小桌对海绵的压强是pb,图16-8(c)中小桌对木板的压强是pc,则pb ________(选填“小于”“等于”或“大于”)pc。

(4)比较图16-8(b)(c)可知,根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的条件是:。

答案与点拨

分析与结论

压力 受力面积 受力面积 大 压力 小

反思与评价

1.不同点:压力和重力是两个完全不同的概念,它们的施力物体、受力物体及力的三要素都有区别。联系:当物体放在水平面上,且只受重力和支持力时,物体对水平面的压力大小才等于物体的重力大小,两个力的方向都是竖直向下的。 3.(1)压力是物体间的相互作用力,它的单位是N,压强是描述压力作用效果大小的物理量,其单位是Pa,大小与压力和受力面积的比值有关。 (2)压力大小的改变需要改变物体之间的相互挤压程度;压强大小的改变可以通过改变压力大小和受力面积来实现。

延伸与拓展

两个手指受到的力相等;当压力相等时,与笔尖接触的手指受力面积较小,压力的作用效果就较大,与笔尾接触的手指受力面积较大,压力的作用效果就较小,所以接触笔尖的手指感觉更疼。

自我测验

1.垂直作用在物体表面上的 压力大小 受力面积大小 2.减小受力面积 增大压强 3.C 4.B 5.C 6.C 7.(1)(a)(b) (2)受力面积越小 (3)控制变量法 8.(1)泡沫下陷的程度(2)在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显 (3)(a)(c) (4)没有保持压力一定9.(1)受力面(海绵和木板表面)的形变程度 (2)前后两次受力面的材料不同 (3)等于 (4)必须在相同的物体表面(或相同的材料)的情况下进行比较