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.


（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.
（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】（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： ；
（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）海綿被壓下的深度 ； （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）物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法；
（2）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，由實驗數據進行分析；
（3）理解控制變量法實質，實心圓柱體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）實驗運用了控制變量法和轉化法；
（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，由固體壓強公式進行推導；
（6）p=ρgh這一公式只適用于質量分布均勻的實心柱狀物體，即密度均勻、上下等粗的柱體.