微專題9-7   壓強相關(guān)實驗知識· 解讀實驗一　探究影響壓力作用效果的因素【設(shè)計和進(jìn)行實驗】1.實驗主要器材:海綿、沙子或橡皮泥等容易發(fā)生形變的物體(不用木板:因為受力時不容易發(fā)生形變,不利于觀察實驗現(xiàn)象)。2.實驗方法:①轉(zhuǎn)換法(通過海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果)。②控制變量法(探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系應(yīng)控制受力面積不變;探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系應(yīng)控制壓力大小不變,通常采用疊加法)。【實驗結(jié)論】3.壓力的作用效果與壓力的大小和接觸面積大小有關(guān)。壓力一定時,接觸面積越小,壓力的作用效果越明顯;接觸面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。 突破二　研究液體內(nèi)部的壓強【設(shè)計和進(jìn)行實驗】1.實驗主要器材:U形管壓強計(實驗前需檢查裝置氣密性:用手指壓橡皮膜,觀察U形管兩側(cè)液面是否有高度差。若有,說明良好;若高度差幾乎不變,說明裝置漏氣,要重新組裝)。2.實驗方法:轉(zhuǎn)換法(根據(jù)U形管兩側(cè)液面的高度差來判斷液體壓強的大小)、控制變量法(①保持探頭在液體中深度不變,改變探頭方向,探究液體壓強與方向的關(guān)系;②改變探頭在液體中深度,探究液體壓強與深度的關(guān)系;③同一深度,換用不同的液體,探究液體壓強與液體密度的關(guān)系)。【數(shù)據(jù)處理和分析】3.設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表格,分析表格數(shù)據(jù),可得出液體內(nèi)部壓強的特點:液體內(nèi)部各個方向都有壓強,并且在液體內(nèi)部的同一深度,向各個方向的壓強都相等,深度越深,壓強越大,液體內(nèi)部壓強的大小還跟液體的密度有關(guān),在深度相同時,液體的密度越大,壓強越大。(液體壓強的計算式:p=ρgh)典例· 解讀例1、在探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)的實驗中,小鄒同學(xué)用一塊海綿和兩塊規(guī)格相同的長方體磚塊做了如圖所示的一系列實驗,請仔細(xì)觀察,并分析回答下列問題:(1)壓力的作用效果的大小是通過比較海綿的　　　　程度來確定的。(2)分析比較圖乙和圖丙的實驗現(xiàn)象,可以得出結(jié)論: 　　　　　　　　　。(3)分析比較圖　　　　的實驗現(xiàn)象,可得出結(jié)論:當(dāng)受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越顯著。(4)進(jìn)一步綜合分析圖甲、乙、丙和丁的實驗現(xiàn)象,并歸納得出結(jié)論: 　　　　　　　　　　　　　。例2、下圖是用壓強計探究液體內(nèi)部壓強的情境。(1)把探頭放入水中,通過觀察U形管兩邊液面的高度差來判斷探頭處水的壓強的大小,高度差越大,水的壓強　　　　(選填“越大”或“越小”)。(2)比較甲圖、乙圖和丙圖,可以得到:在同一深度,液體內(nèi)部向各個方向的壓強　　　　。(3)在乙圖中把探頭慢慢下移,可以觀察到U形管兩邊液體的高度差增大,從而得到:在同一種液體里,液體的壓強隨　　　　的增加而增大。(4)在乙圖中,若只將燒杯中的水換成鹽水,其他條件不變,則可以觀察到U形管兩邊液體的　　　　。例3、在探究實心圓柱體對地面的壓強與哪些因素有關(guān)的實驗中,某中學(xué)一小組的同學(xué)們認(rèn)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(guān)的,但有怎樣的關(guān)系看法不同。在老師的幫助下,小組的同學(xué)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(zhì)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/cm1合金甲圓柱體A1050.52合金甲圓柱體B101013合金甲圓柱體C201014合金乙圓柱體A1051.55合金乙圓柱體B101036合金乙圓柱體C20103(1)分析實驗1、2或4、5可以得出:當(dāng)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(guān)。(2)分析　　　　　　可以得出,當(dāng)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(guān)。(3)此探究過程用到的科學(xué)探究方法有　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。(4)實驗結(jié)束之后,同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下,以某一合金甲圓柱體為研究對象,推導(dǎo)它對海綿的壓強大小的表達(dá)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(dá)式為　　　　　　　。該推導(dǎo)出的表達(dá)式　　　　　　(選填“能”或“不能”)應(yīng)用于各類固體的壓強的計算。 培優(yōu)· 訓(xùn)練1、如圖所示，某同學(xué)利用小桌、海綿和砝碼等器材進(jìn)行“探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗．第10題圖(1)本實驗的科學(xué)探究方法是______________和轉(zhuǎn)換法．(2)小桌對海綿的壓力改變了海綿的________(選填“形狀”或“運動狀態(tài)”)．(3)為了探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系，應(yīng)比較圖甲和圖乙的實驗，可知受力面積相同時，壓力________(選填“越大”或“越小”)，壓力的作用效果越明顯．(4)為了探究壓力的作用效果與受力面積大小的關(guān)系，應(yīng)比較________兩圖的實驗，可知壓力大小相同時，受力面積________(選填“越大”或“越小”)，壓力的作用效果越明顯．2、如圖甲所示，用微小壓強計探究液體內(nèi)部壓強的特點．(ρ鹽水>ρ水)(1)實驗中，將液體內(nèi)部的壓強大小轉(zhuǎn)換為用U形管兩側(cè)液面的________來表示．    甲            　　乙(2)為了使實驗現(xiàn)象更明顯，U形管中的液體最好用________的(選填“有色”或“無色”)．(3)將探頭放在圖乙所示液體內(nèi)部的A、B位置，觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hB>hA，經(jīng)過多次實驗觀察到同樣的現(xiàn)象，這說明同種液體內(nèi)部的壓強隨________的增加而增大．(4)將探頭放在圖乙所示液體內(nèi)部等深的B、C位置，觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hC____hB(選填“<”“＝”或“>”)，這是為了研究液體壓強與液體________的關(guān)系．(5)由以上實驗可知圖乙所示液體內(nèi)部A、B、C、D四個位置壓強最大的是________位置．3、小明用2 mL注射器、量程為0~10 N的彈簧測力計和刻度尺粗略測量大氣壓的值,本實驗的原理是二力平衡和p=　　　　。步驟一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。步驟二:如圖10-16所示安裝好器材,水平向右緩慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器中的活塞　　　　　　時,記下彈簧測力計的示數(shù)為5.2 N。圖10-16步驟三:用刻度尺測出注射器　　　　　　　的長度為4.00 cm。步驟四:算出大氣壓強值為　　　　Pa。同組的小華分析了影響實驗結(jié)果的可能因素后,對實驗進(jìn)行了如下改進(jìn):①將步驟一改為:先將注射器內(nèi)抽滿水,再豎直向上推動活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,這樣有利于　　　　　　　　　　　　。②取下橡皮帽,重復(fù)步驟二的操作,讀得彈簧測力計的示數(shù)為0.3 N,由此可知,此時活塞所受到的　　　(選填“摩擦力”或“大氣壓力”)為0.3 N。小華根據(jù)改進(jìn)后測得的數(shù)據(jù),重新計算了大氣壓的值。 
微專題9-7   壓強相關(guān)實驗例1、【答案】(1)凹陷    (2)當(dāng)壓力相同時,受力面積越小,壓力作用效果越顯著(3)乙和丁(4)壓力作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān),壓力越大,受力面積越小,壓力作用效果越顯著.【解析】實驗中是利用磚塊在海綿上探究壓力的作用效果,是因為海綿受力后形狀容易改變,通過其凹陷程度反映壓力的作用效果的大小;圖乙與圖丙實驗中磚對海綿的壓力相同,受力面積不同,壓力的作用效果不同,說明壓力的作用效果與受力面積有關(guān);圖乙、丁中海綿的受力面積相等,而壓力不等,壓力較大的丁圖中海綿凹陷得深,說明壓力的作用效果明顯,從而得出壓力的作用效果與壓力大小有關(guān)。 例2、【答案】(1)越大　(2)相等　(3)深度　(4)高度差變大【解析】(1)把水的內(nèi)部壓強的大小轉(zhuǎn)換成U形管兩邊液面高度差的大小來判斷,液面高度差越大,表示水內(nèi)部的壓強越大。(2)比較甲圖、乙圖和丙圖,控制液體密度和深度不變,改變探頭的方向,U形管兩側(cè)的液面高度差相等。可以得到:在同一深度,液體內(nèi)部向各個方向的壓強相等。(3)在乙圖中把探頭慢慢下移,控制液體的密度不變,改變深度,可以觀察到U形管兩邊液體的高度差增大,得到:在同一種液體里,液體的壓強隨深度的增加而增大。(4)在乙圖中,若只將燒杯中的水換成鹽水,其他條件不變,控制深度不變,把水換成鹽水,密度變大,則可以觀察到U形管兩邊液體的高度差變大。 例3、【答案】(1)高度　(2)2、3或5、6　(3)控制變量法　轉(zhuǎn)換法　(4)p=ρgh　不能【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(jié)論:當(dāng)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(guān)。(2)當(dāng)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(guān),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(zhuǎn)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(dǎo)過程為p==ρgh。從推導(dǎo)過程可以看出p=ρgh這一公式只適用于質(zhì)量分布均勻的實心柱狀物體,不能應(yīng)用于其他類固體(如質(zhì)量分布不均勻,非柱體物體等)的壓強的計算。 專題提升訓(xùn)練1、 (1)控制變量法　(2)形狀　(3)越大　(4)乙、丙　越小【解析】(1)壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān)，因此探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)時，必須采用控制變量法；(2)由題圖可知，小桌對海綿的壓力改變了海綿的形狀；(3)圖甲和圖乙，受力面積相同，圖乙中的壓力大些，海綿被壓陷的深一些，說明在受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯；(4)探究壓力的作用效果與受力面積大小的關(guān)系時，應(yīng)控制壓力的大小相同，而受力面積的大小不同，因此要比較乙、丙兩圖的實驗，乙圖受力面積小些，海綿被壓陷的深一些，說明在壓力大小相同時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯． 2、 (1)高度差　 (2)有色　(3)深度　 (4)>　 密度　 (5)D【解析】(1)在探頭未放入液體中時，U形管兩管內(nèi)的液面是相平的，而當(dāng)探頭放入液體中后，因液體內(nèi)存在著壓強，則使得U形管兩管內(nèi)液面出現(xiàn)高度差，這個高度差的大小就能顯示液體內(nèi)部壓強的大?。?2)管內(nèi)用有色的液體，更便于觀察實驗現(xiàn)象；(3)將探頭分別放在A、B位置時，液體的密度相同，B點深度較A大，U形管兩側(cè)液面高度差hB>hA，可見液體內(nèi)部的壓強隨深度的增加而增大；(4)將探頭放在B、C(同一深度)位置，我們將觀察到hC>hB，這是為了研究液體壓強與液體密度的關(guān)系；(5)由上可知，液體的壓強與液體的密度和深度有關(guān)，即p＝ρgh，故D點位置的壓強為最大． 3、　剛被拉動　有刻度部分　1.04×105　①排空注射器內(nèi)的空氣　②摩擦力[解析]安裝好器材,水平向右緩慢拉動注射器筒,注射器中的活塞剛被拉動時彈簧測力計對活塞的拉力等于大氣對活塞的壓力;已知該注射器的體積為2 mL,所以只需測出其有刻度部分的長度即可知道活塞橫截面積,其長度為4.00 cm,所以其橫截面積S===5×10-5 m2;大氣壓強值為p===1.04×105 Pa。實驗改進(jìn):①在注射器內(nèi)抽滿水時,內(nèi)部空氣絕大部分已經(jīng)被排出,此時再豎直向上推動活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,這樣更有利于排空注射器內(nèi)的空氣;②取下橡皮帽,重復(fù)步驟二的操作,此時彈簧測力計對活塞的拉力與活塞內(nèi)壁對活塞的摩擦力是一對平衡力,所以讀得彈簧測力計的示數(shù)0.3 N是活塞所受到的摩擦力的值。       

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