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专题09初中物理探究实验(4)
——压强浮力中的四个探究实验梳理
探究实验一:探究影响压力作用效果的因素
【设计实验】
1.实验器材:形变显著的物体(如海绵、沙子等)、压力小桌、砝码;
2.实验方法:
①转换法:压力的作用效果通过海绵发生的形变来体现。
②控制变量法:探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系,采用该法进行。
【进行实验与收集证据】
操作1:在海绵上放一个小桌,观察图甲所示海绵被压陷的深浅;
操作2:在小桌子上方放一个砝码,再次观察海绵的凹陷深度,如图乙;
操作3:将小桌子倒置过来,桌面和海绵接触,放上砝码,然后再次观察海绵的凹陷深度,如图丙。
甲乙丙
甲乙丙
【分析与论证】
1.甲、乙图中的受力面积相同,乙图中压力大于甲,乙图中海绵的凹陷程度大于甲,故可以得出结论:在受力面积相同时,压力越大,则压力的作用效果越显著。
2.乙、丙两图中,压力大小相同,但是丙图中受力面积大,海绵的凹陷程度小一些,故可以得出结论:在压力一定时,受力面积越小,则压力的作用效果越显著;
3.实验结论
压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关。压力越大,受力面积越小,压力的作用效果越显著。
【交流与讨论】
1.实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生形变,实验现象明显,而木板不易发生形变,实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。
2.实验中若压力大小、受力面积都不同,则不能探讨压力的作用效果与某一个变量之间的关系。例如将物体沿着竖直方向切割成大小不等的两块,每一块对海绵的压力作用效果都不变,这样不能得到压力的作用效果与受力面积和压力大小无关的结论。
3.实验中是把压力小桌放在海绵进行实验,为什么不能把压力小桌直接放在桌面上进行实验?因为压力小桌使桌面的形变效果不明显,无法比较压力的作用效果。
【例题1】在探究影响压力作用效果的因素时,小明同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行了如图所示的实验。
(1)该同学是通过来判断压力作用效果的。
(2)比较两图可得到的实验结论是:当受力面积一定时,压力越,压力的作用效果越显著。
(3)比较乙与丙两图可得到的实验结论是:当压力一定时,。
(4)此实验(选填“能”或“不能”)用硬纸板代替海绵,原因是。
(5)此实验中主要运用的科学探究方法有和。
(6)下列实例中,应用了(2)中所得结论的是;应用了(3)中所得结论的是(填序号)。
A.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
C.书包的背带较宽
D.菜刀要经常磨一磨
E.载重汽车的轮子又多又宽
【答案】(1)海绵的凹陷程度;(2)甲、乙,大;(3)受力面积越小,压力的作用效果越显著。(4)不能,效果不明显;(5)控制变量法,转换法;(6)AE,BCD。
【解析】(1)该同学是通过海绵的形变程度来判断压力作用效果的。
(2)比较甲、乙两图,受力面积相同,压力不同。可得到的结论是:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越显著。
(3)比较乙与丙两图,压力相同,受力面积不同。可得到的结论是:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。
(4)此实验不能用硬纸板代替海绵,原因是硬纸板不容易发生形变,效果不明显。
(5)此实验中主要运用的科学探究方法有控制变量法和转换法。
(6)下列实例中,应用了(2)中所得结论的是A与E;应用了(3)中所得结论的是BCD。
探究实验二:探究液体内部的压强
【提出问题】液体压强的大小可能与哪些因素有关?
【猜想与假设】
猜想1:潜水越深,需要的装备越坚固,液体压强的大小可能跟深度有关,且深度越大,压强越大。
猜想2:液体的压强是液体产生的,所以液体压强的大小还可能跟液体密度有关。
【设计实验】
1.实验器材:U形管压强计、铁架台、透明深水槽、水、盐水、刻度尺等。
①实验前要检查装置的气密性:用手轻压金属盒上的橡皮膜,观察U型管中的液柱是否变化,若漏气,则两液柱始终相平。
②实验前U形管两边液面应调平:若橡皮管中有气体导致液面不相平,应拆除橡皮管重新安装。
2.实验过程:
①保持U形管压强计探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察并记录U形管液面的
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