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...
問題詳情:
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,但有怎樣的關係看法不同。在老師的幫助下,小組的同學們從實驗室裏挑選了由不同密度的合金材料製成、高度和橫截面積不同、質量分佈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*圓柱體A | 10 | 5 | 0.5 |
2 | 合金*圓柱體B | 10 | 10 | 1 |
3 | 合金*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)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。
(2)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。
(3)此探究過程用到的科學探究方法有 、 。
(4)實驗結束之後,同學們在老師的指導下,以某一合金*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 。該推導出的表達式 (選填“能”或“不能”)應用於各類固體的壓強的計算。
【回答】
解析 (1)分析實驗1、2或4、5,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。
(2)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。
(3)在探究多個因素對壓強的影響時,運用了控制變量法來研究某一因素的影響,還利用轉換法——用海綿被壓下的深度表示壓力的作用效果。
(4)已知合金的密度為ρ,圓柱體的高度為h,底面積為S,由壓強的公式推導過程為p==ρgh。從推導過程可以看出p=ρgh這一公式只適用於質量分佈均勻的實心柱狀物體,不能應用於其他類固體(如質量分佈不均勻,非柱狀物體等)的壓強的計算。
* (1)高度 (2)2、3或5、6 (3)控制變量法 轉換法 (4)p=ρgh 不能
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