Question

“端午節(jié)”吃完了咸鴨蛋，王聰同學(xué)將幾個(gè)蛋殼接不同方式放置在桌面上拍打，發(fā)現(xiàn)有的蛋殼脆弱，有的蛋殼“堅(jiān)硬”．他想蛋殼能承受壓力的大小與什么因素有關(guān)呢？于是找來(lái)了一張大的紙板模擬蛋殼進(jìn)行探究．作出以下猜想：
猜想1：紙板承受壓力的大小可能與紙板的形狀有關(guān)，
猜想2：紙板承受壓力的大小可能與紙板的大小有關(guān)．
為了驗(yàn)證猜想是否正確，王聰在這張大紙板上分別裁出兩張大小為40cm×10cm的小紙板A、B和一張大小為40cm×20cm的小紙板C，并準(zhǔn)備了彈簧測(cè)力計(jì)、兩個(gè)相同的木塊、若干重物．設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：
步驟一：將紙板A用兩木塊支撐起來(lái)，如圖（甲），在紙板的中間不斷增加重物，直到它塌下去，記錄此時(shí)重物的重力G₁
步驟二：保持兩木塊的距離不變，將紙板B彎成拱形，如圖（乙），在拱形紙板的上面不斷增加重物，直到它塌下去，記錄此時(shí)重物的重力G₂；
步驟三：保持兩木塊的距離不變，將紙板C用兩木塊支撐起來(lái)，如圖（丙），在紙板的中間不斷增加重物，直到它塌下去，記錄此時(shí)重物的重力G₃．

（1）比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)G₂＞G₁，可以驗(yàn)證猜想______（填寫序號(hào)）是______（正確/錯(cuò)誤）的．利用上述結(jié)論，王聰對(duì)水庫(kù)大壩的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的四種大壩形狀俯視圖如圖所示，請(qǐng)你把最合理的設(shè)計(jì)圖的字母標(biāo)號(hào)填在括號(hào)內(nèi)（______）

（2）比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)G₃與______大小，可以驗(yàn)證猜想2；
（3）王聰受步驟二現(xiàn)象的啟發(fā)又提出新的猜想：
猜想3：拱形紙板承受壓力的大小可能與拱形紙板拱起的程度有關(guān)．
為了驗(yàn)證猜想3，請(qǐng)你幫王聰在上述操作的基礎(chǔ)上繼續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：
步驟四；在這張大紙板上再裁出______的小紙板D，______，在拱形紙板的上面不斷增加重物，直到它塌下去，記錄此時(shí)重物的重力G₄；
比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)G₄與G₂大小，可以驗(yàn)證猜想3．

Answer 1

【答案】分析：（1）G₁是甲圖中木塊的重力，G₂是乙圖中木塊的重力；甲乙兩圖中紙板的大小是相同的，紙板的形狀不同，是探究拱形紙板承受壓力的大小與紙板形狀的關(guān)系，根據(jù)G₁和G₂的大小關(guān)系，得出拱形紙板承受壓力的大小與紙板形狀的關(guān)系；根據(jù)這個(gè)結(jié)論判斷大壩的結(jié)構(gòu)圖；
（2）要驗(yàn)證猜想2，就要控制紙板的形狀一定而紙板的大小不同；
（3）要探究拱形紙板承受壓力的大小與拱形紙板拱起的程度是否有關(guān)，就要控制紙板的大小和形狀一定，而紙板拱起的程度不同．
解答：解：（1）甲圖和乙圖紙板的大小相同，而形狀不同，是探究拱形紙板承受壓力的大小與紙板形狀的關(guān)系，若G₂＞G₁，就說(shuō)明在紙板大小一定時(shí)，紙板拱起來(lái)（向上凸）所承受的壓力比較大，從而驗(yàn)證了猜想1是正確的；
攔河大壩要承受巨大的液體壓力，根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，就要做成向右凸的形狀；
故答案為：正確；1；B．
（2）要驗(yàn)證猜想2，即拱形紙板承受壓力的大小與紙板大小的關(guān)系，就要控制紙板的形狀一定，而紙板的大小不同，圖甲和圖丙符合題意，所以要比較G₃和G₁的大小關(guān)系，從而得出結(jié)論；
故答案為：G₁；
（3）要探究拱形紙板承受壓力的大小與拱形紙板拱起程度的關(guān)系，就要控制紙板的大小（裁剪一個(gè)和紙板B大小一樣的紙板）、形狀相同（紙板和B一樣向上拱起），而紙板拱起的程度不同（通過(guò)移動(dòng)兩木塊的距離來(lái)改變紙板的拱起程度）；
故答案為：紙板B大小相同；調(diào)節(jié)兩木塊的距離，將紙板D彎成與紙板B拱起程度不同的拱形．
點(diǎn)評(píng)：這是一個(gè)課外實(shí)驗(yàn)，要用到控制變量法；
控制變量法是初中物理用到最多的探究方法，需要掌握．