Question

17．為探究壓力的作用效果與壓力大小及受力面積之間的關系．小明做了幾個帶刻度的方形有機玻璃盒，并放入海綿（海綿大小恰好占滿玻璃盒）．他先將底面積相同、重量之比為1：2：3的三個方形鉛塊依次放在同一海綿上，如圖1、如圖2、如圖3，比較海綿的凹陷深度；再將鉛塊2和鉛塊3橫放在海綿上，如圖4、如圖5，這時鉛塊1、鉛塊2、鉛塊3的底面積之比為1：2：3，比較海綿凹陷的深度．

（1）由圖1、圖2、圖3得，受力面積相同時，海綿凹陷的深度與壓力成正比．
（2）由圖2、圖4（或圖3、圖5）得，壓力相同時，海綿的凹陷深度與受力面積成反比．
（3）由圖1、圖5、圖5得，海綿在單位面積上所受的壓力時相同（填“相同”或“不同”），海綿的凹陷深度相同．
（4）綜合上述實驗可得，海綿的凹陷深度是由單位面積所受壓力的大小決定，海綿在單位面積上不著天所受壓力越大，凹陷深度就越深．所以我們就把單位面積上所受的壓力定義為壓強．

Answer 1

分析 （1）分析圖1、圖2、圖3中海綿的受力面積的關系，以及海綿受到的壓力大小的關系和海綿的凹陷程度（可以從有機玻璃盒上的刻度得出）的關系，得出結(jié)論；
（2）分析圖2、圖4中海綿的受力面積的關系，以及海綿受到的壓力大小的關系和海綿的凹陷程度（可以從有機玻璃盒上的刻度得出）的關系，得出結(jié)論；
（3）分析圖1、圖4、圖5，根據(jù)海綿受力面積的比和所受壓力的比，求出壓力和受力面積的比值即單位面積上受到的壓力，比較單位面積上受到壓力的關系和海綿凹陷程度的關系，得出結(jié)論；
（4）根據(jù)（3）的分析，得出單位面積上受到的壓力和凹陷程度的關系．

解答 解：
（1）由圖1、圖2、圖3可知，海綿的受力面積是相同的，壓力等于鉛塊的重力，重力之比為1：2：3，海綿凹陷的程度之比也為1：2：3，由此得出結(jié)論，在受力面積一定時，海綿凹陷的程度與壓力成正比；
（2）由圖2、圖4可知，使用的是都是鉛塊2，海綿受到的壓力是相等的，鉛塊2正放和橫放時海綿的受力面積之比為1：2，海綿的凹陷程度之比為2：1，由此得出結(jié)論，在壓力一定時，海綿的凹陷程度與受力面積成反比；
（3）由圖1和圖4、圖5可知，海綿的受力面積之比為1：2：3，鉛塊重力即海綿受到的壓力之比為1：2：3，壓力和受力面積的比值，即單位面積上受到的壓力之比為$\frac{1}{1}$=$\frac{2}{2}$=$\frac{3}{3}$=1：1：1，海綿的凹陷程度是相同的，由此得出結(jié)論，海綿單位面積上受到的壓力相同，海綿的凹陷程度相同；
（4）綜合上述實驗可知，海綿的凹陷程度是由單位面積上受到的壓力決定的，單位面積上受到的壓力越大，凹陷深度就越深；
故答案為：（1）正；（2）反；（3）相同；（4）深．

點評 我們所做過的探究影響壓力作用效果的因素，得出的結(jié)論都是定性的結(jié)論，而此題要得出一個定量的結(jié)論，我們就要通過計算得出結(jié)論，如第三問中，求出壓力和受力面積的比值得出結(jié)論．